[教程]揭秘C#线程同步机制：掌握高效并发编程的奥秘

引言在多线程编程中，线程同步是确保数据一致性和程序正确性的关键。C作为一门强大的编程语言，提供了多种线程同步机制，帮助开发者构建高效、可靠的并发程序。本文将深入探讨C中的线程同步机制，包括互斥锁、信号...

引言

在多线程编程中，线程同步是确保数据一致性和程序正确性的关键。C#作为一门强大的编程语言，提供了多种线程同步机制，帮助开发者构建高效、可靠的并发程序。本文将深入探讨C#中的线程同步机制，包括互斥锁、信号量、读写锁、条件变量等，帮助读者掌握高效并发编程的奥秘。

互斥锁（Mutex）

互斥锁是C#中最基本的线程同步机制，用于确保同一时间只有一个线程可以访问共享资源。在C#中，Mutex类提供了互斥锁的实现。

using System;
using System.Threading;
class Program
{ static Mutex mutex = new Mutex(); static void Main() { for (int i = 0; i < 10; i++) { Thread thread = new Thread(() => { mutex.WaitOne(); Console.WriteLine($"Thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId} entered the critical section."); mutex.ReleaseMutex(); }); thread.Start(); } }
}

在上面的代码中，我们创建了一个Mutex对象，并在多个线程中尝试获取锁。由于互斥锁的特性，每次只有一个线程可以进入临界区。

信号量（Semaphore）

信号量是一种更灵活的同步机制，允许一定数量的线程同时访问共享资源。在C#中，Semaphore类提供了信号量的实现。

using System;
using System.Threading;
class Program
{ static Semaphore semaphore = new Semaphore(3, 5); static void Main() { for (int i = 0; i < 10; i++) { Thread thread = new Thread(() => { semaphore.WaitOne(); Console.WriteLine($"Thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId} entered the critical section."); Thread.Sleep(1000); // 模拟耗时操作 semaphore.Release(); }); thread.Start(); } }
}

在上面的代码中，我们创建了一个Semaphore对象，其初始可用信号量为3，最大信号量为5。这意味着最多有3个线程可以同时进入临界区。

读写锁（ReaderWriterLock）

读写锁允许多个线程同时读取共享资源，但只允许一个线程写入共享资源。在C#中，ReaderWriterLock类提供了读写锁的实现。

using System;
using System.Threading;
class Program
{ static ReaderWriterLock rwLock = new ReaderWriterLock(); static void Main() { for (int i = 0; i < 10; i++) { Thread readThread = new Thread(() => { rwLock.AcquireReaderLock(); Console.WriteLine($"Thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId} is reading."); rwLock.ReleaseReaderLock(); }); Thread writeThread = new Thread(() => { rwLock.AcquireWriterLock(); Console.WriteLine($"Thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId} is writing."); rwLock.ReleaseWriterLock(); }); readThread.Start(); writeThread.Start(); } }
}

在上面的代码中，我们创建了一个ReaderWriterLock对象，并在多个线程中尝试读取和写入共享资源。

条件变量（ConditionVariable）

条件变量允许线程在某个条件不满足时等待，并在条件满足时被唤醒。在C#中，Condition类提供了条件变量的实现。

using System;
using System.Threading;
class Program
{ static Condition condition = new Condition(); static bool conditionMet = false; static void Main() { Thread readerThread = new Thread(() => { lock (condition) { while (!conditionMet) { condition.Wait(); } Console.WriteLine("Reader thread is notified."); } }); Thread writerThread = new Thread(() => { lock (condition) { conditionMet = true; condition.Notify(); } }); readerThread.Start(); writerThread.Start(); }
}

在上面的代码中，我们创建了一个Condition对象，并在多个线程中尝试等待和通知条件变量。

总结

本文深入探讨了C#中的线程同步机制，包括互斥锁、信号量、读写锁和条件变量。通过掌握这些机制，开发者可以构建高效、可靠的并发程序。在实际应用中，应根据具体需求选择合适的同步机制，以确保程序的正确性和性能。