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一. 锁机制的背景介绍

　　本章节，将结合多线程来介绍锁机制， 那么问题来了，什么是锁呢？ 为什么需要锁？ 为什么要结合多线程来介绍锁呢？锁的使用场景又是什么呢？ DotNet中又有哪些锁呢？

　　在接下来的几个章节中，将陆续解答这些问题。

PS：

多个线程对一个共享资源进行使用的时候，会出问题, 比如实际的业务场景，入库和出库操作同时进行，库存量就会存在并发问题。所以锁就是用来解决多线程资源竞用的问题。

Net领域中，锁机制非常多，比如：时间锁、信号量、互斥锁、读写锁、互锁、异变结构，主要我们可以把他们划分为三大类：

①.用户模式锁：就是通过一些cpu指令或者一个死循环,来达到达到线程的等待和休眠。

②.内核模式锁：就是调用win32底层的代码，来实现thread的各种操作。

③.混合锁：用户模式+内核模式

　　其中用户模式锁又分为这么几类：异变结构、互锁和旋转锁。

二. 异变结构

背景：一个线程读，一个线程写，在release模式下会出现bug，导致主线程无法执行，原因在前面章节已经介绍过了。

　　方式一：利用MemoryBarrier方法进行处理 。（前面章节已介绍）

　　方式二：利用VolatileRead/Write方法进行处理。 (前面章节已介绍)

　　方式三：volatile关键字进行处理，我的read和write都是从memrory中读取，读取的都是最新的。（下面的案例使用volatile关键字后，主线程可以执行）

代码实践：

 1 public static volatile bool isStop = false; 2 //使用Volatile关键字处理 3 var t = new Thread(() => 4 { 5 var isSuccess = false; 6 while (!isStop) 7 { 8 isSuccess = !isSuccess; 9 } 10 }); 11 t.Start(); 12 Thread.Sleep(1000); 13 isStop = true; 14 t.Join(); 15 Console.WriteLine("主线程执行结束！"); 16 Console.ReadLine(); 

代码结论：使用volatile关键字进行修饰，解决共享资源的竞用问题。

三. 互锁

　　互锁结构（Interlocked类），常用的方法有：

　　　　* Increment：自增操作

　　　　* Decrement：自减操作

　　　　* Add： 增加指定的值

　　　　* Exchange： 赋值

　　　　* CompareExchange： 比较赋值

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代码实践：

 1 { 2 //1. 自增 3 { 4 int a = 1; 5 Interlocked.Increment(ref a); 6 Console.WriteLine("自增后的数据为:{0}", a); 7 } 8 //2. 自减 9 { 10 int b = 2; 11 Interlocked.Decrement(ref b); 12 Console.WriteLine("自减后的数据为:{0}", b); 13 } 14 //3. 增加操作 15 { 16 int c = 3; 17 Interlocked.Add(ref c, 4); 18 Console.WriteLine("增加后的数据为:{0}", c); 19 20 } 21 //4. 赋值操作 22 { 23 int d = 4; 24 Interlocked.Exchange(ref d, 55); 25 Console.WriteLine("赋值后的数据为:{0}", d); 26 27 } 28 //5. 比较赋值 29 { 30 //Interlocked.CompareExchange(ref num1, sum, num2); // num1==num2 ; num1=sum; 31 int ee = 5; 32 Interlocked.CompareExchange(ref ee, 15, 5); 33 Console.WriteLine("比较赋值后的数据为:{0}", ee); 34 35 Interlocked.CompareExchange(ref ee, 100, 15); 36 Console.WriteLine("比较赋值后的数据为:{0}", ee); 37 38 } 39 40 }

代码结果：

四. 旋转锁

　　旋转锁(SpinLock)， 特殊的业务逻辑让thread在用户模式下进行自选，欺骗cpu当前thread正在运行中。

　SpinLock类有两个核心方法，分别是：Enter和Exit方法。

代码实践：

 1 { 2 //下面代码的结果：num从0-249，且是有序的。 3 //如果把旋转锁去掉，num将没有任何顺序 4 for (int i = 0; i < 5; i++) 5 { 6 Task.Factory.StartNew(() => 7 { 8 for (int j = 0; j < 50; j++) 9 { 10 try 11 { 12 var b = false; 13 sl.Enter(ref b); 14 Console.WriteLine(num++); 15 } 16 catch (Exception ex) 17 { 18 Console.WriteLine(ex.Message); 19 } 20 finally 21 { 22 sl.Exit(); 23 } 24 } 25 }); 26 } 27 }

代码结果：下面代码的结果：num从0-249，且是有序的；如果将旋转锁的代码去掉，num的输出将没有任何顺序可言。

原文链接：第十一节：深究用户模式锁的使用场景(异变结构、互锁、旋转锁) – Yaopengfei – 博客园