一. 整體介紹

溫馨提示：內核模式鎖，在不到萬不得已的情況下，不要使用它，因為代價太大了，有很多種替代方案。

　　內核模式鎖包括：

　　　　①：事件鎖

　　　　②：信號量

　　　　③：互斥鎖

　　　　④：讀寫鎖

　　　　⑤：動態鎖

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二. 事件鎖

?事件鎖包括：

A. 自動事件鎖(AutoResetEvent)

　　使用場景：可以用此鎖實現多線程環境下某個變量的自增.

　　現實場景： 進站火車閘機，我們用火車票來實現進站操作.

　　true: 表示終止狀態,閘機中沒有火車票

　　false: 表示非終止狀態，閘機中此時有一張火車票

B.手動事件鎖(ManualResetEvent)

　　現實場景：有人看守的鐵道柵欄(和自動事件鎖不一樣，不能混用)

　　true： 柵欄沒有合圍，沒有阻止行人通過鐵路

　　false：柵欄合圍了， 阻止行人通過

* 下面案例發現，鎖不住，自增仍然是無序的輸出了.

* 核心方法：WaitOne和Set

?代碼實踐-自動事件鎖：

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1 static AutoResetEvent autoResetLock1 = new AutoResetEvent(true);2 static AutoResetEvent autoResetLock2 = new AutoResetEvent(false);3 static int num2 = 0;4 {5 //1. 能輸出6 {7 autoResetLock1.WaitOne();8 Console.WriteLine("autoResetLock1檢驗通過，可以通行");9 autoResetLock1.Set(); 10 } 11 12 //2. 不能輸出 13 { 14 autoResetLock2.WaitOne(); 15 Console.WriteLine("autoResetLock2檢驗通過，可以通行"); 16 autoResetLock2.Set(); 17 } 18 19 //3.下面代碼的結果：num從0-249，有序的發現可以鎖住。 20 { 21 for (int i = 0; i < 5; i++) 22 { 23 Task.Factory.StartNew(() => 24 { 25 for (int j = 0; j < 50; j++) 26 { 27 try 28 { 29 autoResetLock1.WaitOne(); 30 Console.WriteLine(num2++); 31 autoResetLock1.Set(); 32 } 33 catch (Exception ex) 34 { 35 Console.WriteLine(ex.Message); 36 } 37 38 } 39 }); 40 } 41 } 42 }

代碼實踐-手動事件鎖：

1 　　　　　　　　static int num2 = 0;2 　　　　　　　　static ManualResetEvent mreLock = new ManualResetEvent(true);3 　　　　　　　　//下面代碼鎖不住，仍然是無序的輸出了4 {5 for (int i = 0; i < 5; i++)6 {7 Task.Factory.StartNew(() =>8 {9 for (int j = 0; j < 50; j++) 10 { 11 try 12 { 13 mreLock.WaitOne(); 14 Console.WriteLine(num2++); 15 mreLock.Set(); 16 } 17 catch (Exception ex) 18 { 19 Console.WriteLine(ex.Message); 20 } 21 22 } 23 }); 24 } 25 }

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三. 信號量

信號量：

　　* 核心類：Semaphore，通過int數值來控制線程個數。

　　* 通過觀察構造函數 public Semaphore(int initialCount, int maximumCount);：

　　* initialCount: 可以同時授予的信號量的初始請求數。

　　* maximumCount: 可以同時授予的信號量的最大請求數。

　　*?static Semaphore seLock = new Semaphore(1, 1);?//表示只允許一個線程通過

* 下面的案例可以有序的輸出。

* 核心方法：WaitOne和Release

?代碼實踐：

1 ?static Semaphore seLock = new Semaphore(1, 1); //只允許一個線程通過?2 //下面代碼鎖住了，可以有序的輸出3 {4 for (int i = 0; i < 5; i++)5 {6 Task.Factory.StartNew(() =>7 {8 for (int j = 0; j < 50; j++)9 { 10 try 11 { 12 seLock.WaitOne(); 13 Console.WriteLine(num2++); 14 seLock.Release(); 15 } 16 catch (Exception ex) 17 { 18 Console.WriteLine(ex.Message); 19 } 20 21 } 22 }); 23 } 24 }

?

四. 互斥鎖

互斥鎖：

　　核心方法：WaitOne和ReleaseMutex

　　下面案例可以鎖住，有序輸出

總結以上三種類型的鎖，都有一個WaitOne方法，觀察源碼可知，都繼承于WaitHandle類。

?代碼實踐：

1 　　　　　　static Mutex mutex = new Mutex();2 　　　　 //下面代碼鎖住了，可以有序的輸出3 {4 for (int i = 0; i < 5; i++)5 {6 Task.Factory.StartNew(() =>7 {8 for (int j = 0; j < 50; j++)9 { 10 try 11 { 12 mutex.WaitOne(); 13 Console.WriteLine(num2++); 14 mutex.ReleaseMutex(); 15 } 16 catch (Exception ex) 17 { 18 Console.WriteLine(ex.Message); 19 } 20 21 } 22 }); 23 } 24 }

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五. 讀寫鎖

? 讀寫鎖(ReaderWriterLock)：

　　背景：多個線程讀，一個線程寫，如果寫入的時間太久，此時讀的線程會被卡死，這個時候就要用到讀寫鎖了。

　　鎖讀的兩個核心方法：AcquireReaderLock和ReleaseReaderLock。

　　鎖寫的兩個核心方法：AcquireWriterLock和ReleaseWriterLock。

?代碼實踐：

1 static ReaderWriterLock rwlock = new ReaderWriterLock();2 private void button24_Click(object sender, EventArgs e)3 {4 #region 01-讀寫鎖5 {6 //開啟5個線程執行讀操作7 for (int i = 0; i < 5; i++)8 {9 Task.Run(() => 10 { 11 Read(); 12 }); 13 } 14 //開啟1個線程執行寫操作 15 Task.Factory.StartNew(() => 16 { 17 Write(); 18 }); 19 } 20 #endregion 21 22 } 23 /// <summary> 24 /// 線程讀 25 /// </summary> 26 static void Read() 27 { 28 while (true) 29 { 30 Thread.Sleep(10); 31 rwlock.AcquireReaderLock(int.MaxValue); 32 Console.WriteLine("當前 t={0} 進行讀取 {1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, DateTime.Now); 33 rwlock.ReleaseReaderLock(); 34 } 35 } 36 /// <summary> 37 /// 線程寫 38 /// </summary> 39 static void Write() 40 { 41 while (true) 42 { 43 Thread.Sleep(300); 44 rwlock.AcquireWriterLock(int.MaxValue); 45 Console.WriteLine("當前 t={0} 進行寫入 {1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, DateTime.Now); 46 rwlock.ReleaseWriterLock(); 47 } 48 }

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六. 動態鎖

動態鎖(CountdownEvent)：

　　* 作用：限制線程數的一個機制。

　　* 業務場景：有Orders、Products、Users表，我們需要多個線程從某一張表中讀取數據。

　　* 比如：Order表10w，10個線程讀取。(每個線程讀1w)

　　　　　 ?Product表5w，5個線程讀取。(每個線程讀1w)

　　　　 ? ??User表2w，2個線程讀取。(每個線程讀1w)

三個核心方法：

　　①.Reset方法：重置當前的線程數量上限。（初始化的時候，默認設置一個上限）

　　②.Signal方法：將當前的線程數量執行減1操作。（使用一個thread，這個線程數量就會減1操作，直到為0后，繼續下一步）

　　③.Wait方法：相當于我們的Task.WaitAll方法。

代碼實踐：

1 //初始化線程數量上限為10.2 static CountdownEvent cdLock = new CountdownEvent(10);3 private void button25_Click(object sender, EventArgs e)4 {5 //加載Orders搞定6 cdLock.Reset(10);7 for (int i = 0; i < 10; i++)8 {9 Task.Factory.StartNew(() => 10 { 11 LoadOrder(); 12 }); 13 } 14 cdLock.Wait(); 15 Console.WriteLine("所有的Orders都加載完畢。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。"); 16 17 //加載Product搞定 18 cdLock.Reset(5); 19 for (int i = 0; i < 5; i++) 20 { 21 Task.Run(() => 22 { 23 LoadProduct(); 24 }); 25 } 26 cdLock.Wait(); 27 Console.WriteLine("所有的Products都加載完畢。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。"); 28 29 //加載Users搞定 30 cdLock.Reset(2); 31 for (int i = 0; i < 2; i++) 32 { 33 Task.Factory.StartNew(() => 34 { 35 LoadUser(); 36 }); 37 } 38 cdLock.Wait(); 39 Console.WriteLine("所有的Users都加載完畢。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。"); 40 41 Console.WriteLine("所有的表數據都執行結束了。。。恭喜恭喜。。。。"); 42 Console.Read(); 43 } 44 static void LoadOrder() 45 { 46 //書寫具體的業務邏輯 47 Console.WriteLine("當前LoadOrder正在加載中。。。{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 48 //線程數量減1 49 cdLock.Signal(); 50 51 } 52 static void LoadProduct() 53 { 54 //書寫具體的業務邏輯 55 Console.WriteLine("當前LoadProduct正在加載中。。。{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 56 //線程數量減1 57 cdLock.Signal(); 58 } 59 static void LoadUser() 60 { 61 //書寫具體的業務邏輯 62 Console.WriteLine("當前LoadUser正在加載中。。。{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 63 //線程數量減1 64 cdLock.Signal(); 65 }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的第十二节：深究内核模式锁的使用场景(自动事件锁、手动事件锁、信号量、互斥锁、读写锁、动态锁)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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