原文:.NET 中使用 Mutex 进行跨越进程边界的同步 - walterlv

.NET 中使用 Mutex 进行跨越进程边界的同步

2018-12-30 08:41

Mutex 是 Mutual Exclusion 的缩写,是互斥锁,用于防止两个线程同时对计算机上的同一个资源进行访问。不过相比于其他互斥的方式,Mutex 能够跨越线程边界。


Mutex 是什么?

与其他线程同步的方式一样,Mutex 也提供对资源的互斥访问;不过 Mutex 使用的系统资源会比 Monitor 更多,而 Monitor 就是实现 C# 中 lock 关键字所用的锁。

用更多的系统资源,带来更强大的功能 —— Mutex 能进行跨越应用程序域边界的封送,能进行跨越进程边界的线程同步。

简单的 Mutex(不能跨进程互斥)

最简单的 Mutex 的使用方法就是直接 new 出来,然后使用 Wait 进行等待,使用 ReleaseMutex 进行释放。

private readonly Mutex _mutex = new Mutex();

private void UseResource()
{
_mutex.WaitOne(); // 等待一小段时间,假装正在使用公共资源。这里的一段代码在单个进程之内将无法重入。
Thread.Sleep(500); _mutex.ReleaseMutex();
}

参数中有一个 initiallyOwned 参数,如果指定为 true 表示创建这个 Mutex 的线程拥有这个资源(不需要等待),当这个线程调用 ReleaseMutex 之后其他线程的 WaitOne 才会生效。

不过这种方式不能达到跨进程同步的效果,所以实际上本文并不会过多描述这种互斥方式。

创建跨进程互斥的 Mutex

要创建跨进程互斥的 Mutex,必须要给 Mutex 指定名称。

使用 new Mutex(false, "Walterlv.Mutex") 创建一个命名的互斥锁,以便进行跨进程的资源互斥访问。

在使用这个构造函数重载的时候,第一个参数 initiallyOwned 建议的取值为 false。因为当你指定为 true 时,说明你希望此线程是初始创建此 Mutex 的线程,然而由于你是直接 new 出来的,所以你实质上是无法得知你到底是不是第一个 new 出来的。

class Program
{
static async Task Main(string[] args)
{
var program = new Program();
while (true)
{
// 不断地尝试访问一段资源。这样,当多个进程运行的时候,可以很大概率模拟出现资源访问冲突。
program.UseResource();
await Task.Delay(50);
}
} private void UseResource()
{
var mutex = new Mutex(false, "Walterlv.Mutex");
mutex.WaitOne(); // 正在使用公共资源。
// 这里的一段代码将无法重入,即使是两个不同的进程。
var path = @"C:\Users\lvyi\Desktop\walterlv.log";
Console.WriteLine($"[{DateTime.Now:O}] 开始写入文件……");
File.AppendAllText(path, $"[{DateTime.Now:O}] 开始写入文件……", Encoding.UTF8);
Thread.Sleep(1000);
File.AppendAllText(path, $"[{DateTime.Now:O}] 写入文件完成。", Encoding.UTF8);
Console.WriteLine($"[{DateTime.Now:O}] 写入文件完成。"); mutex.ReleaseMutex();
}
}

注意此程序在两个进程下的运行效果,明明我们等待使用资源的时间间隔只有 50 ms,但实际上等待时间是 1000 ms 左右。在关掉其中一个进程之后,间隔恢复到了 50 ms 左右。

这说明 Mutex 的等待在这里起到了跨进程互斥的作用。

当你需要在是否是第一次创建出来的时候进行一些特殊处理,就使用带 createdNew 参数的构造函数。

    private void UseResource()
{
-- var mutex = new Mutex(false, "Walterlv.Mutex");
++ var mutex = new Mutex(true, "Walterlv.Mutex", out var createdNew); -- mutex.WaitOne();
++ // 如果这个 Mutex 是由此处创建出来的,即 createdNew 为 true,说明第一个参数 initiallyOwned 是真的发生了,于是我们就不需要等待。
++ // 反之,当 createdNew 为 false 的时候,说明已经有一个现成的 Mutex 已经存在,我们在这里需要等待。
++ if (!createdNew)
++ {
++ mutex.WaitOne();
++ }
……
mutex.ReleaseMutex();
}

处理异常情况

ApplicationException

mutex.ReleaseMutex(); 方法只能被当前拥有它的线程调用,如果某个线程试图调用这个函数,却没有拥有这个 Mutex,就会抛出 ApplicationException

怎样为拥有呢?还记得前面构造函数中的 initiallyOwned 参数吗?就是在指定自己是否是此 Mutex 的拥有者的(实际上我们还需要使用 createdNew 来辅助验证这一点)。

当一个线程没有拥有这个 Mutex 的时候,需要使用 WaitOne 来等待获得这个锁。

AbandonedMutexException

class Program
{
static async Task Main(string[] args)
{
// 开启一个线程,在那个线程中丢掉获得的 Mutex。
var thread = new Thread(AbandonMutex);
thread.Start(); // 不要让进程退出,否则 Mutex 就会被系统回收。
Console.Read();
} private static void AbandonMutex()
{
// 获得一个 Mutex,然后就不再释放了。
// 由于此线程会在 WaitOne 执行结束后退出,所以这个 Mutex 就被丢掉了。
var mutex = new Mutex(false, "Walterlv.Mutex");
mutex.WaitOne();
}
}

上面的这段代码,当你第一次运行此进程并且保持此进程不退出的时候并没有什么异样。但是你再启动第二个进程实例的话,就会在 WaitOne 那里收到一个异常 —— AbandonedMutexException

所以如果你不能在一处代码中使用 try-finally 来确保在获得锁之后一定会释放的话,那么强烈建议在 WaitOne 的时候捕获异常。顺便提醒,try-finally 中不能有异步代码,你可以参见:在有 UI 线程参与的同步锁(如 AutoResetEvent)内部使用 await 可能导致死锁

也就是说,当你需要等待的时候,catch 一下异常。在 catch 完之后,你并不需要再次使用 WaitOne 来等待,因为即便发生了异常,你也依然获得了锁。这一点你可以通过调用 ReleaseMutex 来验证,因为前面我们说了只有拥有锁的线程才可以释放锁。

private static void WaitOne()
{
var mutex = new Mutex(false, "Walterlv.Mutex");
try
{
mutex.WaitOne();
}
catch (AbandonedMutexException ex)
{
Console.WriteLine("发现被遗弃的锁");
}
Console.WriteLine("获得了锁");
}

参考资料

本文会经常更新,请阅读原文:
https://walterlv.com/post/mutex-in-dotnet.html
,以避免陈旧错误知识的误导,同时有更好的阅读体验。


本作品采用
知识共享署名-非商业性使用-相同方式共享 4.0 国际许可协议
进行许可。欢迎转载、使用、重新发布,但务必保留文章署名
吕毅
(包含链接:
https://walterlv.com
),不得用于商业目的,基于本文修改后的作品务必以相同的许可发布。如有任何疑问,请
与我联系 (walter.lv@qq.com)

.NET 中使用 Mutex 进行跨越进程边界的同步 - walterlv的更多相关文章

  1. .NET 中使用 Mutex 进行跨越进程边界的同步

    Mutex 是 Mutual Exclusion 的缩写,是互斥锁,用于防止两个线程同时对计算机上的同一个资源进行访问.不过相比于其他互斥的方式,Mutex 能够跨越线程边界. 本文内容 Mutex ...

  2. 在WINDOWS SERVER 上或远程桌面中使用 MUTEX

    引用: http://www.cnblogs.com/fg0711/archive/2012/05/03/2480502.html 使用Mutex需要注意的两个细节 可能你已经注意到了,例子中在给Mu ...

  3. Linux进程和进程边界

    1. 进程和线程 2. 手机操作系统的发展 3. 进程的地址空间边界 4. 进程边界的安全围栏: Crash的不可扩延性 5. 进程边界的安全围栏: 全局数据和服务的不可访问性 http://www. ...

  4. Linux中的两种守护进程stand alone和xinetd

    Linux中的两种守护进程stand alone和xinetd --http://www.cnblogs.com/itech/archive/2010/12/27/1914846.html#top 一 ...

  5. 【翻译】Anatomy of a Program in Memory—剖析内存中的一个程序(进程的虚拟存储器映像布局详解)

    [翻译]Anatomy of a Program in Memory—剖析内存中的一个程序(进程的虚拟存储器映像布局详解) . . .

  6. C#中使用命名管道进行进程通信的实例

    原文:C#中使用命名管道进行进程通信的实例 1 新建解决方案NamedPipeExample 在解决方案下面新建两个项目:Client和Server,两者的输出类型均为"Windows 应用 ...

  7. 使用concurrent.futures模块中的线程池与进程池

    使用concurrent.futures模块中的线程池与进程池 线程池与进程池 以线程池举例,系统使用多线程方式运行时,会产生大量的线程创建与销毁,创建与销毁必定会带来一定的消耗,甚至导致系统资源的崩 ...

  8. Linux 性能分析调优 (四)——案例篇:系统中出现大量不可中断进程和僵尸进程怎么办

    之前讲到 CPU 使用率的类型.除了上一节提到的用户 CPU 之外,它还包括系统 CPU(比如上下文切换).等待 I/O 的 CPU(比如等待磁盘的响应)以及中断 CPU(包括软中断和硬中断)等. 在 ...

  9. 自制Java中的Mutex类

    同步问题中,一个很重要的问题是同步的域,什么是同步的域呢?简单以 synchronized 这个关键字来说,就是它所同步的范围.并发编程中很多时候出现的问题没有选好同步范围所导致的.但现有的同步关键字 ...

随机推荐

  1. Maven学习总结(17)——深入理解maven灵活的构建

    一个优秀的构建系统必须足够灵活,应该能够让项目在不同的环境下都能成功构建.maven为了支持构建的灵活性,内置了三大特性,即:属性.profile和资源过滤. 1.maven属性 maven属性分6类 ...

  2. Java BigDecimal的基本使用方法

    1.对于不需要任何准确计算精度的数字可以直接使用float或double,但是如果需要精确计算的结果,则必须使用BigDecimal类 2.运算速度比一般的+.-.*./要快 3.基本方 法描 述  ...

  3. [Web Security] Create a hash salt password which can stored in DB

    We cannot directly store user password in the database. What need to do is creating a hashed & s ...

  4. php实现 字符串分割

    php实现 字符串分割 一.总结 一句话总结: 1.字符串按固定位分割函数是什么? 7 $str_arr=str_split($str,8); 2.字符串填补函数的参数是什么? 10 $str_arr ...

  5. 【POJ 1226】Substrings

    [链接]h在这里写链接 [题意] 给你n个字符串. 让你找一个字符串s. 设s'为这个字符串的逆序. 要求s或者s'在每个字符串里都能够找得到. 并且要求s的长度最长. 求出这个最长的串的长度. [题 ...

  6. python课程:python3的输入输出

    输出函数用法 (话说python3的输出好像没有python2的灵活了) print('hello,world')   #单引号和双引号都可以输出print("hello,world&quo ...

  7. Perl遍历查找文件

    Perl遍历查找文件 使用Perl查找当前目录下的所有PDF文件 ******************************************************************* ...

  8. [Angular2 Form] Validation message for Reactive form

    <div class="form-field"> <label>Confirm Password: </label> <input typ ...

  9. hadoop容灾能力测试 分类: A1_HADOOP 2015-03-02 09:38 291人阅读 评论(0) 收藏

    实验简单来讲就是 1. put 一个600M文件,分散3个replica x 9个block 共18个blocks到4个datanode 2. 我关掉了两个datanode,使得大部分的block只在 ...

  10. C#的Timer(很多相关文章)

    再C#里现在有3个Timer类: System.Windows.Forms.Timer System.Threading.Timer System.Timers.Timer 这三个Timer我想大家对 ...