前言
在并發(fā)編程中，確保共享資源的同步訪問對防止數(shù)據(jù)損壞和保持數(shù)據(jù)一致性至關重要。互斥鎖（Mutex）是一種用于同步線程訪問共享資源的機制?；コ怄i確保共享資源在同一時間點，只有一個線程可以訪問，從而防止資源競爭與沖突。本文了解C#中Mutex實現(xiàn)互斥體的功能。
Mutex
Mutex 是一種同步的原語，在實現(xiàn)線程共享資源同步訪問，防止數(shù)據(jù)損壞和保持數(shù)據(jù)一致性方面起著至關重要的作用。
1、關鍵概念
擁有權：在任何給定時間內(nèi)，只有一個線程可以擁有互斥鎖。擁有互斥鎖的線程，負責在使用受保護資源完成后釋放互斥鎖。
互斥狀態(tài)：互斥鎖有二種狀態(tài)，分別是處于有信號 （解鎖） 或非有信號 （鎖定） 狀態(tài)。嘗試獲取鎖定互斥鎖的線程將被阻止，直到它可用。
Mutex 的基本操作包括創(chuàng)建、獲取、釋放幾個基本操作。
在 C# 中，可以使用 System.Threading 命名空間的 Mutex 類創(chuàng)建 Mutex 對象。
// 創(chuàng)建一個具默認屬性的Mutex 實例 【未命名且初始所有權未獲取】Mutex mutex = new Mutex();
// 創(chuàng)建一個命名為GlobalMutexName，但初始所有權未獲取的 Mutex實例Mutex mutex = new Mutex(false, "Global_MutexName");
通過使用類提供的 WaitOne 方法獲取互斥鎖。
// 獲取 Mutexmutex.WaitOne();try{ // 訪問共享資源}finally{ mutex.ReleaseMutex();}
通過使用類提供的 ReleaseMutex 方法釋放互斥鎖。
// 獲取Mutexmutex.WaitOne();try{ // 訪問共享資源}finally{ //釋放 mutex.ReleaseMutex();}
2.4、為互斥鎖命名
在創(chuàng)建 Mutex 時可以指定互斥鎖名稱，通過互斥鎖名稱可以在不同的進程之間共享同一個 Mutex 實例。在跨進程同步的應用場景中互斥鎖名稱非常有用。
bool createdMutex;using (Mutex mutex = new Mutex(false, "Global_MutexName", out createdNew)){ if (!createdMutex) { Console.WriteLine("Mutex 已存在，可能已有另一個實例在運行。"); } // 請求獲取 Mutex mutex.WaitOne(); try { // 訪問共享資源 } finally { // 釋放 Mutex mutex.ReleaseMutex(); }}
參考命名
建議使用 Global_ 前綴表示全局、Local_ 前綴表示當前，通過命名前綴以明確 Mutex 的作用范圍。
2.5、使用具有超時的互斥鎖（Mutex）
我們可以在嘗試獲取互斥鎖時指定超時，以避免無限期阻塞。if (mutex.WaitOne(TimeSpan.FromSeconds(8))){ try { // 訪問共享資源 } finally { mutex.ReleaseMutex(); }}else{ // 處理超時情況}
3、注意事項
確保 Mutex 對象釋放：可使用 try...finally 語句塊在訪問結束后確保釋放 Mutex，避免死鎖；
避免長時間持有 Mutex：盡量縮短持有 Mutex 的時間，減少線程等待時間，提高性能；
做好異常處理：由于在獲取或釋放 Mutex 時可能會拋出異常，所以需做好異常處理；
避免互斥鎖名稱重復：互斥鎖名命名時，應確保其唯一性，避免與其他應用程序的 Mutex 沖突；
示例
1、在多線程應用程序中寫入文件
namespace Fountain.WinConsole.MutexDemo{ internal class Program { private static Mutex fileMutex = new Mutex(); /// <summary> /// 程序入口 /// </summary> /// <param name="args"></param> static void Main(string[] args) { // 啟動多個線程 for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread thread = new Thread(new ParameterizedThreadStart(WriteToFile)); thread.Name = $"線程-{i + 1}"; thread.Start("寫入文件的內(nèi)容"); } Console.ReadKey(); } /// <summary> /// 寫入文件 /// </summary> /// <param name="writeContent"></param> public static void WriteToFile(object writeContent) { // 獲取互斥鎖時指定超時 if (fileMutex.WaitOne(TimeSpan.FromSeconds(8))) { try { Console.WriteLine($"{Thread.CurrentThread.Name} 獲得 Mutex。正在訪問共享資源..."); Thread.Sleep(400); Console.WriteLine($"{Thread.CurrentThread.Name} 訪問完畢。"); } finally { fileMutex.ReleaseMutex(); Console.WriteLine($"{Thread.CurrentThread.Name} 釋放了 Mutex。"); } } else { Console.WriteLine($"{Thread.CurrentThread.Name} 處理超時情況。"); } } }}
小結
Mutex 可以有效避免同步線程數(shù)據(jù)競爭和資源沖突，提高應用程序的穩(wěn)定性和可靠性。通過了解 Mutex，并通過正確使用Mutex，才能有效地管理并發(fā)訪問，確保程序的正確性和穩(wěn)定性。希望本文能給您帶來幫助，如有不到之處,請多多包涵。
該文章在 2024/11/4 10:28:01 編輯過
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