Question

当我们使用锁定对象时会发生什么？我知道它运行时使用了monitor.Enter和Exit方法。但真正发生在引擎盖下的是什么？为什么只有用于锁定的引用类型？即使用于完成锁定的对象发生了变化，为什么还能提供线程安全性？

在当前样本中，我们正在修改用于锁定目的的对象。理想情况下，这不是一种优选的方法，最佳实践是使用专用的私有范围变量。

static List<string> stringList = new List<string>();
    static void AddItems(object o)
    {
        for (int i = 0; i < 100; i++)
        {
            lock (stringList)
            {
                Thread.Sleep(20);
                stringList.Add(string.Format("Thread-{0},No-{1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, i));
            }
        }
        string[] listArray = null;

        lock(stringList)
        listArray = stringList.ToArray();

        foreach (string s in listArray)
        {
            Console.WriteLine(s);
        }
    }

Answer 1

引擎盖下发生的事情是这样的：

想象一下，object类型中有一个隐藏字段。
Monitor.Enter()和Monitor.Exit()使用该字段进行相互沟通。
每个引用类型都从object继承该字段。

当然，该字段的类型是特殊的：它是一个以线程安全的方式工作的同步锁。实际上，当然，它实际上并不是CLR意义上的字段，而是CLR的一个特殊功能，它在每个对象的内存中使用一块内存来实现同步锁定。（确切的实现在MSDN杂志的“Safe Thread Synchronization”中有描述。）

为什么它仍然提供线程安全？我认为你的意思是：为什么它不会破坏线程安全的对象的线程安全？答案很简单：因为你可以拥有部分线程安全且部分不安全的对象。你可以拥有一个带有两个方法的对象，并且使用其中一个方法是线程安全的，而另一个方法则不是。无论对象的其余部分是什么，Monitor.Enter()都是线程安全的。

为什么只有用于锁定的引用类型？因为只有引用类型实际上在它们的内存块中具有这种特殊的魔力。值类型实际上只是值本身：在int的情况下是32位整数;在自定义结构的情况下所有字段的串联。您可以将值类型传递给Monitor.Enter()，它不会抱怨，但它不起作用，因为值类型将装箱 - 即包装到参考对象中类型。当您致电Monitor.Exit()时，它会再次装箱，因此会尝试释放不同对象参考上的锁。

关于您的代码示例：我认为它没有任何问题。您对stringList变量的所有访问都包含在lock中，除了在初始化期间，您永远不会分配给stringList字段。这没有什么可以出错的;它是线程安全的。（当然，如果某些其他代码在没有锁定的情况下访问该字段，可能会出错。如果您要将该字段公开，则很有可能会意外地发生这种情况。没有必要除非你真的不能确保你不能控制的代码不能访问该变量，否则只能使用本地范围的变量进行锁定。）

Answer 2

但是真正发生了什么罩？

有关详细说明，请参阅this MSDN article。

实质上，每个分配的CLR对象都有一个包含同步块索引的关联字段。该索引指向CLR维护的同步块池。同步块保存与在同步期间使用的关键部分相同的信息。最初，对象的同步块索引没有意义（未初始化）。但是，当您锁定对象时，它会获得池中的有效索引。

为什么只使用引用类型锁定？

您需要一个引用类型，因为值类型没有关联的同步块索引字段（开销较小）。

即使用于的对象完成锁定改变了，它怎么还提供线程安全

锁定CLR对象然后对其进行修改类似于具有CRITICAL_SECTION成员的C ++对象，该成员在修改同一对象时用于锁定。那里没有线程安全问题。

在目前的样本中，我们是修改用于的对象锁定的目的。理想情况下，这是不是这样做的首选方式最佳实践是使用专用私有范围的变量。

正确，这种情况也在文章中描述。如果您没有使用完全控制所属类的私有范围变量，那么当两个单独的类决定对同一引用对象lock时，您可能遇到死锁问题（例如，如果由于某种原因， stringList被传递给另一个类，然后在其上决定lock。这是不太可能的，但是如果你使用一个永远不会被传递的严格控制的私有范围变量，你将完全避免这种死锁。

线程：锁定在引擎盖下

2 个答案: