lock 语句 - 确保对共享资源的独占访问权限

  • 项目

lock 语句获取给定对象的互斥 lock，执行语句块，然后释放 lock。 持有 lock 时，持有 lock 的线程可以再次获取并释放 lock。 阻止任何其他线程获取 lock 并等待释放 lock。 lock 语句可确保在任何时候最多只有一个线程执行其主体。

lock 语句具有以下格式

lock (x)
{
    // Your code...
}

其中 x 是引用类型的表达式。 它完全等同于

object __lockObj = x;
bool __lockWasTaken = false;
try
{
    System.Threading.Monitor.Enter(__lockObj, ref __lockWasTaken);
    // Your code...
}
finally
{
    if (__lockWasTaken) System.Threading.Monitor.Exit(__lockObj);
}

由于该代码使用 try-finally 语句，因此即使在 lock 语句的正文中引发异常，也会释放 lock。

在 lock 语句的正文中不能使用 await 表达式。

准则

当同步对共享资源的线程访问时，请锁定专用对象实例（例如，private readonly object balanceLock = new object();）或另一个不太可能被代码无关部分用作 lock 对象的实例。 避免对不同的共享资源使用相同的 lock 对象实例，因为这可能导致死锁或锁争用。 具体而言，请避免将以下实例用作 lock 对象：

  • this（调用方可能将其用作 lock）。
  • Type 实例（可以通过 typeof 运算符或反射获取）。
  • 字符串实例，包括字符串字面量，（这些可能是暂存的）。

尽可能缩短持有锁的时间，以减少锁争用。

示例

以下示例定义了一个 Account 类，该类通过锁定专用的 balanceLock 实例来同步对其专用 balance 字段的访问。 使用相同的实例进行锁定可确保尝试同时调用 Debit 或 Credit 方法的两个线程无法同时更新 balance 字段。

using System;
using System.Threading.Tasks;

public class Account
{
    private readonly object balanceLock = new object();
    private decimal balance;

    public Account(decimal initialBalance) => balance = initialBalance;

    public decimal Debit(decimal amount)
    {
        if (amount < 0)
        {
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(amount), "The debit amount cannot be negative.");
        }

        decimal appliedAmount = 0;
        lock (balanceLock)
        {
            if (balance >= amount)
            {
                balance -= amount;
                appliedAmount = amount;
            }
        }
        return appliedAmount;
    }

    public void Credit(decimal amount)
    {
        if (amount < 0)
        {
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(amount), "The credit amount cannot be negative.");
        }

        lock (balanceLock)
        {
            balance += amount;
        }
    }

    public decimal GetBalance()
    {
        lock (balanceLock)
        {
            return balance;
        }
    }
}

class AccountTest
{
    static async Task Main()
    {
        var account = new Account(1000);
        var tasks = new Task[100];
        for (int i = 0; i < tasks.Length; i++)
        {
            tasks[i] = Task.Run(() => Update(account));
        }
        await Task.WhenAll(tasks);
        Console.WriteLine($"Account's balance is {account.GetBalance()}");
        // Output:
        // Account's balance is 2000
    }

    static void Update(Account account)
    {
        decimal[] amounts = [0, 2, -3, 6, -2, -1, 8, -5, 11, -6];
        foreach (var amount in amounts)
        {
            if (amount >= 0)
            {
                account.Credit(amount);
            }
            else
            {
                account.Debit(Math.Abs(amount));
            }
        }
    }
}

C# 语言规范

有关详细信息，请参阅 C# 语言规范中的 lock 语句部分。

另请参阅