.NET中的锁机制(lock, Mutex)是什么?如何处理多线程中的资源竞争?

答案:.NET中通过lock和Mutex等机制实现线程同步,lock用于进程内轻量级同步,Mutex支持跨进程互斥;结合细粒度锁、并发集合、无锁编程等策略可有效解决资源竞争问题。

.net中的锁机制(lock, mutex)是什么?如何处理多线程中的资源竞争?

在 .NET 中,多线程环境下多个线程同时访问共享资源时,容易引发数据不一致或竞态条件(Race Condition)。为了保证线程安全,.NET 提供了多种锁机制来协调线程对资源的访问,其中 lockMutex 是最常用的两种方式。

lock 关键字:轻量级的线程同步

lock 是 C# 提供的关键字,用于确保同一时刻只有一个线程可以进入被锁定的代码块。它基于 Monitor 类实现,适用于同一进程内的线程同步。

使用方式如下:

private object lockObj = new object();

public void DoWork()
{
lock (lockObj)
{
// 临界区:同一时间只能有一个线程执行
Console.WriteLine("正在执行任务...");
}
}

优点是语法简洁、性能好,但仅限于当前应用程序域内使用,不能跨进程。

Mutex:跨进程的互斥锁

Mutex 是一个更重量级的同步原语,属于系统级别的对象,可以在不同进程之间使用,适合需要跨进程同步的场景。

示例代码:

private static Mutex mutex = new Mutex(false, "MyUniqueMutexName");

public void DoWorkCrossProcess()
{
mutex.WaitOne(); // 等待获取锁
try
{
Console.WriteLine("进程内/跨进程独占执行");
}
finally
{
mutex.ReleaseMutex(); // 必须释放
}
}

注意:使用命名 Mutex 可实现跨进程同步,但性能低于 lock,应避免频繁使用。

如何处理多线程中的资源竞争?

解决资源竞争的核心是“串行化”对共享资源的访问。除了 lock 和 Mutex,还可以考虑以下策略:

使用更细粒度的锁:避免锁定过大范围的代码,减少线程阻塞时间。避免死锁:确保多个锁按固定顺序获取,防止相互等待。使用并发集合:如 ConcurrentDictionary、ConcurrentQueue,这些类内部已处理线程安全问题。采用无锁编程(Lock-free):利用 Interlocked 类进行原子操作,例如计数器更新:Interlocked.Increment(ref count)使用 ReaderWriterLockSlim:当读多写少时,允许多个读线程同时访问,写时独占,提高吞吐量。

基本上就这些。选择哪种机制取决于具体场景:同一进程内优先用 lockInterlocked,跨进程才考虑 Mutex。关键是保护共享状态,让多线程协作有序进行。

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