Question

当我遇到以下错误时，我试图lock Boolean变量：

'bool'不是lock语句
所要求的引用类型

lock语句中似乎只允许引用类型，但我不确定为什么会这样理解。

安德烈亚斯正在陈述他的comment：

当[一个值类型]对象从一个线程传递到另一个线程时，会产生一个副本，因此线程最终会处理2个不同的对象，这是安全的。

这是真的吗？这是否意味着当我执行以下操作时，我实际上在x和xToTrue方法中修改了两个不同的xToFalse？

public static class Program {

    public static Boolean x = false;

    [STAThread]
    static void Main(string[] args) {

        var t = new Thread(() => xToTrue());
        t.Start();
        // ...
        xToFalse();
    }

    private static void xToTrue() {
        Program.x = true;
    }

    private static void xToFalse() {
        Program.x = false;
    }
}

（仅此代码在其状态下显然无用，仅用于示例）

P.S：我在How to properly lock a value type知道这个问题。我的问题与如何无关，而与为何无关。

Answer 1

这里只是猜测......

但是如果编译器让你锁定一个值类型，你最终都不会锁定任何内容......因为每次你将值类型传递给lock时，你都会传递一个盒装副本它;一个不同的盒装副本。所以锁就好像是完全不同的对象。（因为，他们实际上是）

请记住，当您为类型为object的参数传递值类型时，它会被装箱（包装）为引用类型。这使它每次发生时都是一个全新的对象。

Answer 2

您无法锁定值类型，因为它没有sync root记录。

锁定由CLR和OS内部机制执行，这些机制依赖于具有记录的对象，该记录一次只能由单个线程访问 - 同步块根。任何引用类型都有：

指向某种类型的指针
同步块根
指向堆中实例数据的指针

Answer 3

它扩展为：

System.Threading.Monitor.Enter(x);
try {
   ...
}
finally {
   System.Threading.Monitor.Exit(x);
}

虽然他们会编译，但Monitor.Enter / Exit需要引用类型，因为每次调用Enter和{{1时，值类型都会被装箱到不同的对象实例将在不同的对象上运行。

来自MSDN Enter method页面：

使用Monitor锁定对象（即引用类型），而不是值类型。将值类型变量传递给Enter时，它将被装箱为对象。如果再次将同一个变量传递给Enter，则将其作为单独的对象加框，并且该线程不会阻塞。在这种情况下，Monitor应该保护的代码不受保护。此外，当您将变量传递给Exit时，仍会创建另一个单独的对象。因为传递给Exit的对象与传递给Enter的对象不同，所以Monitor会抛出SynchronizationLockException。有关更多信息，请参阅概念主题监视器。

Answer 4

我想知道为什么.Net团队决定限制开发人员并允许Monitor只对引用进行操作。首先，您认为锁定System.Int32而不是仅仅为了锁定目的而定义专用对象变量会很好，这些储物柜通常不会做任何其他事情。

但是，似乎该语言提供的任何功能必须具有强大的语义，而不仅仅对开发人员有用。所以带有值类型的语义是，只要值类型出现在代码中，它的表达式就会被计算为一个值。因此，从语义的角度来看，如果我们编写`lock（x）'并且x是原始值类型，那么它就像我们所说的那样“锁定一个关键代码块，使变量x的值变为”，这听起来更多比奇怪，肯定:)。同时，当我们在代码中遇到ref变量时，我们习惯于认为“哦，它是对对象的引用”并且暗示引用可以在代码块，方法，类甚至线程和进程之间共享，因此可以用作后卫。

用两个词来说，值类型变量只出现在代码中，以便在每个表达式中评估它们的实际值 - 仅此而已。

我猜这是主要观点之一。

Answer 5

如果你问概念为什么不允许这样做，我会说答案源于价值类型的身份完全等同于< strong> value （这就是使其成为值类型的原因）。

所以，在宇宙中任何地方谈论int 4的人都在谈论同样的事情 - 那么你怎么可能声称拥有锁定它的独占权？< / p>

Answer 6

因为值类型没有lock语句用来锁定对象的同步块。只有引用类型带有类型信息，同步块等的开销。

如果你打包你的引用类型，那么你现在有一个包含值类型的对象，并且可以锁定该对象（我期望），因为它现在具有对象所具有的额外开销（指向同步块的指针，用于锁定，指向类型信息的指针等）。正如其他人所说的那样 - 如果你装箱一个物体，你每次装箱都会得到一个新物品，这样你每次都会锁定不同的物体 - 这完全违背了锁定的目的。

这可能会奏效（尽管它完全毫无意义，我还没试过）

int x = 7;
object boxed = (object)x;

//thread1:
lock (boxed){
 ...
}
//thread2:
lock(boxed){
...
}

只要每个人都使用盒装，并且盒装的对象只设置一次，你可能会得到正确的锁定，因为你锁定盒装对象并且它只被创建一次。不要这样做......虽然这只是一次思考练习（甚至可能不起作用 - 就像我说的那样，我还没有测试过它。）

关于你的第二个问题 - 不，不会为每个线程复制该值。两个线程都将使用相同的布尔值，但线程不能保证看到它的最新值（当一个线程设置值时，它可能不会立即写回内存位置，因此读取该值的任何其他线程将获得一个“过去的结果”。

Answer 7

以下内容摘自MSDN：

锁（C＃）和SyncLock（Visual Basic）语句可用于确保代码块在不中断其他线程的情况下运行完成。这是通过在代码块的持续时间内为给定对象获得互斥锁来实现的。

和

提供给lock关键字的参数必须是基于引用类型的对象，并用于定义锁的范围。

我认为这部分是因为锁机制使用该对象的实例来创建互斥锁。

Answer 8

根据这个MSDN Thread，对参考变量的更改可能对所有线程都不可见，并且它们可能最终使用陈旧值，而AFAIK我认为值类型在它们之间传递时会复制线程。

完全引自MSDN

澄清分配是原子的事实也很重要并不意味着写入会立即被其他人观察到线程。如果引用不是易失性的，那么它是可能的一段时间从引用中读取陈旧值的另一个线程你的线程更新后。但是，更新本身就是保证是原子的（你不会看到底层的一部分指针得到更新）。

Answer 9

我认为这就是为什么“因为微软工程师以这种方式实现它”的答案之一。

锁定工作的方式是在内存中创建一个锁定结构表，然后使用对象vtable来记住表中所需锁定的位置。这给出了每个对象都具有锁定的外观，而实际上它们没有。只有那些被锁定的人才会这样做。由于值类型没有引用，因此没有vtable来存储锁定位置。

为什么微软选择这种奇怪的做事方式是任何人的猜测。他们本可以让Monitor成为你必须实例化的一个类。我确信我看到一位MS员工的一篇文章表示反思这种设计模式是错误的，但我现在似乎无法找到它。

为什么我们不能锁定值类型？

9 个答案: