c#线程同步系列（三） C# Monitor类锁定对象

C# Monitor类锁定对象

当多线程公用一个对象时，也会出现和公用代码类似的问题，这种问题就不应该使用lock关键字了，这里需要用到System.Threading中的一个类Monitor，我们可以称之为监视器，Monitor提供了使线程共享资源的方案。

C# Monitor类可以锁定对象，一个线程只有得到这把锁才可以对该对象进行操作。对象锁机制保证了在可能引起混乱的情况下一个时刻只有一个线程可以访问这个对象。

Monitor必须和一个具体的对象相关联，但是由于它是一个静态的类，所以不能使用它来定义对象，而且它的所有方法都是静态的，不能使用对象来引用。下面代码说明了使用Monitor锁定对象的情形：

……  
QueueoQueue=newQueue（）；  
……  
Monitor.Enter（oQueue）；  
……  
//现在oQueue对象只能被当前线程操纵了Monitor.Exit（oQueue）；  
//释放锁 

如上所示，当一个线程调用Monitor.Enter（）方法锁定对象时，这个对象就归它所有了，其它线程想要访问这个对象，只有等待它使用Monitor.Exit（）方法释放锁。为了保证线程最终都能释放锁，你可以把Monitor.Exit（）方法写在try-catch-finally结构中的finally代码块里。

对于任何一个被Monitor锁定对象，内存中都保存着与它相关的一些信息：其一是现在持有锁的线程的引用；其二是一个预备队列，队列中保存了已经准备好获取锁的线程；其三是一个等待队列，队列中保存着当前正在等待这个对象状态改变的队列的引用。

当拥有对象锁的线程准备释放锁时，它使用Monitor.Pulse（）方法通知等待队列中的第一个线程，于是该线程被转移到预备队列中，当对象锁被释放时，在预备队列中的线程可以立即获得对象锁。

下面是一个展示如何使用lock关键字和C# Monitor类来实现线程的同步和通讯的例子，也是一个典型的生产者与消费者问题。

这个例程中，生产者线程和消费者线程是交替进行的，生产者写入一个数，消费者立即读取并且显示（注释中介绍了该程序的精要所在）。

用到的系统命名空间如下：using System；using System.Threading；

首先，定义一个被操作的对象的类Cell，在这个类里，有两个方法：ReadFromCell（）和WriteToCell.消费者线程将调用 ReadFromCell（）读取cellContents的内容并且显示出来，生产者进程将调用WriteToCell（）方法向 cellContents写入数据。

示例如下：

1.  public class Cell  
2. {  
3. int cellContents; // Cell对象里边的内容  
4. bool readerFlag = false;   
5. // 状态标志，为true时可以读取，为false则正在写入  
6. public int ReadFromCell( )  
7. {  
8. lock(this) // Lock关键字保证了什么，请大家看前面对lock的介绍  
9. {  
10. if (!readerFlag)//如果现在不可读取  
11. {  
12. try  
13. {  
14. //等待WriteToCell方法中调用Monitor.Pulse()方法  
15. Monitor.Wait(this);  
16. }  
17. catch (SynchronizationLockException e)  
18. {  
19. Console.WriteLine(e);  
20. }  
21. catch (ThreadInterruptedException e)  
22. {  
23. Console.WriteLine(e);  
24. }  
25. }  
26. Console.WriteLine("Consume: {0}",cellContents);  
27. readerFlag = false;  
28. //重置readerFlag标志，表示消费行为已经完成  
29. Monitor.Pulse(this);  
30. //通知WriteToCell()方法（该方法在另外一个线程中执行，等待中）  
31. }  
32. return cellContents;  
33. }  
34.    
35. public void WriteToCell(int n)  
36. {  
37. lock(this)  
38. {  
39. if (readerFlag)  
40. {  
41. try  
42. {  
43. Monitor.Wait(this);  
44. }  
45. catch (SynchronizationLockException e)  
46. {  
47. //当同步方法（指Monitor类除Enter之外的方法）在非同步的代码区被调用  
48. Console.WriteLine(e);  
49. }  
50. catch (ThreadInterruptedException e)  
51. {  
52. //当线程在等待状态的时候中止  
53. Console.WriteLine(e);  
54. }  
55. }  
56. cellContents = n;  
57. Console.WriteLine("Produce: {0}",cellContents);  
58. readerFlag = true;  
59. Monitor.Pulse(this);  
60. //通知另外一个线程中正在等待的ReadFromCell()方法  
61. }  
62. }  
63. } 

本文摘自：http://developer.51cto.com/art/200908/143781.htm