许多线程和关键区域

Question

如果我有多个线程同时运行，我怎么才允许只有1个线程进入关键区域？如果我在关键区域有超过1个线程，会发生什么？

Answer 1

由于不正确保护的关键部分可能会发生多种错误，但最常见的是race condition。当程序的行为或输出的正确性取决于特定序列中发生的事件时，会发生这种情况，但事件可能以不同的顺序发生。这将导致程序以意外或不可预测的方式运行。 （抱歉在最后一点上有点模糊，但就其本质而言，通常很难提前预测确切结果是什么，而不是说“它可能不是你想要的”。）

通常，为了解决这个问题，您需要使用某种锁来确保只有一个线程可以同时访问关键部分。最常见的机制是mutex lock，它用于“简单”的情况 - 你有一些共享资源，只有一个线程可以同时访问它。

对于更复杂的情况，还有一些其他机制可用，例如：

• 读者 - 作家锁 - 任何一方都可以写入资源，或者无限数量的人可以从中读取。
• 计算信号量 - 某些指定数量的线程可以一次访问特定线程。作为一个类比，想想一个只有100个车位的停车场 - 一旦有100辆车停在那里，他们就不能再接受了（至少，直到其中一个人离开）。
• .NET Framework提供了ManualResetEvent - 基本上，有问题的线程必须等到事件发生。
• 这不是一个锁本身，但使用immutable data structures来消除首先锁定的需求变得越来越普遍。这里的想法是没有线程可以修改另一个线程的数据，它们总是对本地版本或未修改的“中央”版本起作用。