C#中的lock关键字有何作用

　　作为C#的程序员来说，在遇到线程同步的需求时最常用的就是lock关键字。但如何正确并有效地使用lock，却是能否高效地达到同步要求的关键。正因为如此，程序员需要完全理解lock究竟为程序做了什么。

　　所涉及的知识点

• lock的等效代码

• System.Threading.Monitor类型的作用和使用方法

　　分析问题

1．lock的等效代码

　　在.NET的多线程程序中，经常会遇到lock关键字来控制同步，比如下列代码：

private object o = new object();

public void Work()

{

　　lock(o)

　　{

　　　　//做一些需要线程同步的工作

　　}

}

　　事实上，lock这个关键字是C#为方便程序员而定义的语法，它等效于安全地使用System.Threading.Monitor类型。上面的代码就直接等效于下面的代码：

private object o = new object();

public void Work()

{

　　//这里很重要，是为了避免直接使用私有成员o，而导致线程不安全

　　object temp = o;

　　System.Threading.Monitor.Enter(temp);

　　try

　　{

　　　　//做一些需要线程同步的工作

　　}

　　finally

　　{

　　　　System.Threading.Monitor.Exit(temp);

　　}

}

　　正如你看到的，真正实现了线程同步功能的，就是System.Threading.Monitor类型，lock关键字只是用来代替调用Enter、Exit方法，并且将所有的工作包含在try块内，以保证其最终退出同步。

2．System.Threading.Monitor类型的作用和使用

　　在前文中已经提到了，Monitor类型的Enter和Exit方法用来实现进入和退出对象的同步。具体来说，当Enter方法被调用时，对象的同步索引将被检查，并且.NET将负责一系列的后续工作，来保证对象访问时线程的同步，而Exit方法的调用，则保证了当前线程释放该对象的同步块。

　　示例

　　下列演示了自定义的类如何利用lock关键字（也就是Monitor类型）来实现线程同步，具体定义了一个包含需要同步执行方法的类型。

/// <summary>

/// 演示同步锁

/// </summary>

public class MyLock

{

//用来在静态方法中同步

private static object o1 = new object();

//用来在成员方法中不同

private object o2 = new object();

//成员变量

private static int i1 = 0;

private int i2 = 0;

/// <summary>

/// 测试静态方法的同步

/// </summary>

/// <param name=" handleObject ">同步时操作的对象</param>

public static void Increment1(object handleObject)

{

lock (o1)

{

Console.WriteLine("i1的值为：{0}", i1);

//这里刻意制造线程并行机会，来检查同步的功能

Thread.Sleep(200);

i1++;

Console.WriteLine("i1自增后为：{0}", i1);

}

}

/// <summary>

/// 测试成员方法的同步

/// </summary>

/// <param name=" handleObject ">同步时操作的对象</param>

public void Increment2(object handleObject)

{

lock (o2)

{

Console.WriteLine("i2的值为：{0}", i2);

//这里刻意制造线程并行机会，来检查同步的功能

Thread.Sleep(200);

i2++;

Console.WriteLine("i2自增后为：{0}", i2);

}

}

}

这样在main方法中，调用该类型对象的方法和其静态方法，测试其同步的效果。代码如下

/// <summary>

/// 程序入口

/// </summary>

class Program

{

　　/// <summary>

　　 /// 测试同步效果

　　 /// </summary>

　　static void Main(string[] args)

　　{

　　//开始多线程

　　Console.WriteLine("开始测试静态方法的同步");

　　for (int i = 0; i < 5; i++)

　　{

　　Task t = new Task(MyLock.Increment1, i);

　　 t.Start();

　　}

　　//这里等待线程执行结束

　　Thread.Sleep(3 * 1000);

　　Console.WriteLine("开始测试成员方法的同步");

　　MyLock myLock = new MyLock();

　　//开始多线程

　　for (int i = 0; i < 5; i++)

　　{

　　Thread t = new Thread(myLock.Increment2);

　　 t.Start();

　　}

　　Console.Read();

　　}

}

下面是程序的执行结果：

开始测试静态方法的同步

i1的值为：0

i1自增后为：1

i1的值为：1

i1自增后为：2

i1的值为：2

i1自增后为：3

i1的值为：3

i1自增后为：4

i1的值为：4

i1自增后为：5

开始测试成员方法的同步

i2的值为：0

i2自增后为：1

i2的值为：1

i2自增后为：2

i2的值为：2

i2自增后为：3

i2的值为：3

i2自增后为：4

i2的值为：4

i2自增后为：5

   总结

　　可以看到，线程同步被很好地保证了。这里需要强调的是，线程同步本身违反了多线程并行运行的原则，所以读者在使用线程同步时应该尽量做到把lock加在最小的程序块上。如果一个方法有大量的代码需要线程同步，那就需要重新考虑程序的设计了，是否真的有必要进行多线程处理，毕竟线程本身的开销也是相当大的。

　　对静态方法的同步，一般采用静态私有的引用成员，而对成员方法的同步，一般采用私有的引用成员。读者需要注意静态和非静态成员的使用，都把同步对象申明为私有，这是保证线程同步高效并且正确的关键点。

说明：以上内容是根据网上内容进行整理。