在现代应用程序开发中，多线程编程已成为提高性能和响应速度的重要手段。然而，多线程编程也带来了数据一致性和资源竞争的问题。在.NET框架中，提供了一系列工具和机制来管理多线程同步与并发控制，确保多线程环境下的数据一致性和程序稳定性。
锁机制是最基本的同步原语之一，用于确保在同一时间内只有一个线程可以访问共享资源。在.NET中，可以使用`lock`关键字来实现锁机制。
public class Counter
{
private int count = 0;
private readonly object lockObject = new object();
public void Increment()
{
lock (lockObject)
{
count++;
}
}
public int GetCount()
{
lock (lockObject)
{
return count;
}
}
}
在上述代码中，`lockObject`作为锁对象，确保`Increment`和`GetCount`方法在同一时间内只能被一个线程执行。
`Monitor`类提供了更高级的同步功能，包括等待/脉冲机制，可以用于更复杂的线程间通信。
public class MonitorExample
{
private bool flag = false;
private readonly object monitorObject = new object();
public void ThreadA()
{
lock (monitorObject)
{
flag = true;
Monitor.Pulse(monitorObject); // 发送脉冲信号
}
}
public void ThreadB()
{
lock (monitorObject)
{
while (!flag)
{
Monitor.Wait(monitorObject); // 等待脉冲信号
}
// 执行后续操作
}
}
}
在这个例子中，`ThreadA`通过`Monitor.Pulse`发送脉冲信号，`ThreadB`则通过`Monitor.Wait`等待脉冲信号，从而实现线程间的同步。
`ReaderWriterLockSlim`是一个用于多线程读写访问的锁，它允许多个读线程同时访问资源，但写线程是独占的。这有助于提高读密集型应用程序的性能。
public class Cache
{
private Dictionary cacheData = new Dictionary();
private readonly ReaderWriterLockSlim rwLock = new ReaderWriterLockSlim();
public string GetData(int key)
{
rwLock.EnterReadLock();
try
{
return cacheData.ContainsKey(key) ? cacheData[key] : null;
}
finally
{
rwLock.ExitReadLock();
}
}
public void SetData(int key, string value)
{
rwLock.EnterWriteLock();
try
{
cacheData[key] = value;
}
finally
{
rwLock.ExitWriteLock();
}
}
}
在这个例子中，`GetData`方法使用读锁，允许多个线程同时读取数据；`SetData`方法使用写锁，确保写入操作是独占的。
在.NET框架中，多线程同步与并发控制是确保多线程环境下数据一致性和程序稳定性的关键。通过合理使用锁机制、`Monitor`类和`ReaderWriterLockSlim`等同步原语，可以有效地管理多线程访问，提高应用程序的性能和可靠性。