C#多線程：使用ReaderWriterLock類實現多用戶讀/單用戶寫同步

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  摘要：C#提供了System.Threading.ReaderWriterLock類以適應多用戶讀/單用戶寫的場景。該類可實現如下功能：若是資源未被寫操做鎖定，那麼任何線程均可對該資源進行讀操做鎖定，而且對讀操做鎖數量沒有限制，即多個線程可同時對該資源進行讀操做鎖定，以讀取數據。

　　使用Monitor或Mutex進行同步控制的問題：因爲獨佔訪問模型不容許任何形式的併發訪問，這樣的效率老是不過高。許多時候，應用程序在訪問資源時是進行讀操做，寫操做相對較少。爲解決這一問題，C#提供了System.Threading.ReaderWriterLock類以適應多用戶讀/單用戶寫的場景。該類可實現如下功能：若是資源未被寫操做鎖定，那麼任何線程均可對該資源進行讀操做鎖定，而且對讀操做鎖數量沒有限制，即多個線程可同時對該資源進行讀操做鎖定，以讀取數據。若是資源未被添加任何讀或寫操做鎖，那麼一個且僅有一個線程可對該資源添加寫操做鎖定，以寫入數據。簡單的講就是：讀操做鎖是共享鎖，容許多個線程同時讀取數據；寫操做鎖是獨佔鎖，同一時刻，僅容許一個線程進行寫操做。

　　示例代碼以下：

using System;
using System.Threading;

namespace ProcessTest
{
    class Program
    {
        //資源
        static int theResource = 0;
        //讀、寫操做鎖
        static ReaderWriterLock rwl = new ReaderWriterLock();

        static void Main(string[] args)
        {
            //分別建立2個讀操做線程，2個寫操做線程，並啓動
            Thread tr0 = new Thread(new ThreadStart(Read));
            Thread tr1 = new Thread(new ThreadStart(Read));
            Thread tr2 = new Thread(new ThreadStart(Write));
            Thread tr3 = new Thread(new ThreadStart(Write));

            tr0.Start();
            tr1.Start();
            tr2.Start();
            tr3.Start();

            //等待線程執行完畢
            tr0.Join();
            tr1.Join();
            tr2.Join();
            tr3.Join();

            System.Console.ReadKey();
        }

        //讀數據
        static void Read()
        {
            for (int i = 0; i < 3; i++)
            {
                try
                {
                    //申請讀操做鎖，若是在1000ms內未獲取讀操做鎖，則放棄
                    rwl.AcquireReaderLock(1000);
                    Console.WriteLine("開始讀取數據，theResource = {0}", theResource);
                    Thread.Sleep(10);
                    Console.WriteLine("讀取數據結束，theResource = {0}", theResource);
                    //釋放讀操做鎖
                    rwl.ReleaseReaderLock();
                }
                catch (ApplicationException)
                {
                    //獲取讀操做鎖失敗的處理
                }
            }
        }

        //寫數據
        static void Write()
        {
            for (int i = 0; i < 3; i++)
            {
                try
                {
                    //申請寫操做鎖，若是在1000ms內未獲取寫操做鎖，則放棄
                    rwl.AcquireWriterLock(1000);
                    Console.WriteLine("開始寫數據，theResource = {0}", theResource);
                    //將theResource加1
                    theResource++;
                    Thread.Sleep(100);
                    Console.WriteLine("寫數據結束，theResource = {0}", theResource);
                    //釋放寫操做鎖
                    rwl.ReleaseWriterLock();
                }
                catch (ApplicationException)
                {
                    //獲取寫操做鎖失敗
                }
            }
        }
    }
}

　　上例中分別建立2個讀取線程和2個寫入線程，交替進行讀、寫操做。運行結果以下圖：

　　觀察運行結果，咱們很容易看出：讀操做鎖是共享鎖，容許多個線程同時讀取數據；寫操做鎖是獨佔鎖，僅容許一個線程進行寫操做。

　　若是一個線程在獲取讀操做鎖後，進行讀操做的途中，但願提高鎖級別，將其變爲寫操做鎖，能夠調用ReaderWriterLock類的UpgradeToWriterLock(int timeOut)方法，該方法返回一個LockCookie值，該值保存了UpgradeToWriterLock方法調用前線程鎖的狀態。待寫操做完成後，可調用DowngradeFromWriterLock(LockCookie lockcookie)方法，該方法根據傳入的LockCookie參數值，將線程鎖恢復到UpgradeToWriterLock方法調用前的狀態。具體使用方法，你們能夠查看MSDN以獲取相關示例。