TPL Part3 -- 数据共享

来源：互联网发布：网络在线咨询图片编辑：程序博客网时间：2024/06/08 12:36

问题：多个Task需要操作共享变量时，会有资源竞争的问题，例如下段代码示例：

void Main(){ int shared = 0; Task[] tasks = new Task[10];for (int i = 0;i < 10; i++) {//create a new tasktasks[i] = new Task(() => {// entera loop for 1000 balance updatesfor(int j = 0;j < 1000; j++) {//update the balanceshared++;}});// startthe new tasktasks[i].Start();} Task.WaitAll(tasks); Console.WriteLine(string.Format("shared : {0}",shared));Console.ReadLine();}

期望结果：10000，可实际结果每次都不一样（第一次为8093）。

解决方案1：隔离

即每个Task独享一个变量，最后合并结果：

void Main(){ Task<int>[] tasks = new Task<int>[10];for(int i = 0;i < 10; i++) {//create a new taskvar taskVal = 0;tasks[i] = new Task<int>((v)=> {int val = int.Parse(v.ToString());// enter a loop for 1000 balance updatesfor(int j = 0;j < 1000; j++) {//update the balanceval++;}return val;},taskVal);// start the new tasktasks[i].Start();} int result = 0;for(int i = 0;i < 10; i++) {result+= tasks[i].Result;}Console.WriteLine(string.Format("result : {0}",result));Console.ReadLine();}

每个线程独享1个变量，进行计算返回结果，最后合并结果（在tasks[i].Result时，Task会阻塞）。

方案2：加锁

相信读者对锁已经不再陌生，它在解决资源竞争问题时是经常出现的，思路就是设定关键区域，把那部分操作变成同步的（同时只允许一个线程操作）。

锁的种类

lock ：重量级锁，会带来线程切换的开销。

lock (lockObj) {...critical region code...}

等价于：

bool lockAcquired;try {Monitor.Enter(lockObj, reflockAcquired);...critical region code...} finally {if (lockAcquired)Monitor.Exit(lockObj);}

System.Threading.Interlocked：轻量级锁，会调用底层硬件特性进行优化，对于只需要操作整数++或整数--的情况很适用。常见方法：

● Add：整数加和

● Exchange：赋值

● Increment：递增

● Decrement ：递减

CompareExchange<T>：比较两个数，相等则赋值

System.Threading.Mutex：可用于完成跨进程资源同步（使用命名的mutex）。

使用Synchronize特性：声明式加锁，会对类中的所有成员，方法实现锁机制，谨慎使用。

SpinLock：轻量级锁。通常对于短时间内（例如在指令级别）资源同步的情况，性能会高于monitor或SlimReaderWriterLock。

SlimReaderWriterLock：轻量级锁。优势在于读写锁分离。避免在读锁中打开写锁，会造成死锁。即便可以通过EnterUpgradeableReadLock来实现这种场景，仍然不推荐这样做。

几种并发集合

在多线程场景中，没有并发集合之前，使用集合时需要手动加锁来解决资源共享的问题，以下四种并发集合可以使我们从这种问题中release出来，在多线程场景中可以直接拿来用：

ConcurrentQueue，ConcurrentStack，ConcurrentBag，ConcurrentDictionary。

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