C#讀寫鎖ReaderWriterLockSlim的使用

讀寫鎖的概念很簡單，允許多個(gè)線程同時(shí)獲取讀鎖，但同一時(shí)間只允許一個(gè)線程獲得寫鎖，因此也稱作共享-獨(dú)占鎖。在C#中，推薦使用ReaderWriterLockSlim類來完成讀寫鎖的功能。

發(fā)展壯大離不開廣大客戶長期以來的信賴與支持，我們將始終秉承“誠信為本、服務(wù)至上”的服務(wù)理念，堅(jiān)持“二合一”的優(yōu)良服務(wù)模式，真誠服務(wù)每家企業(yè)，認(rèn)真做好每個(gè)細(xì)節(jié)，不斷完善自我，成就企業(yè)，實(shí)現(xiàn)共贏。行業(yè)涉及成都軟裝設(shè)計(jì)等，在成都網(wǎng)站建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)營銷推廣、WAP手機(jī)網(wǎng)站、VI設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)等項(xiàng)目上具有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

某些場合下，對(duì)一個(gè)對(duì)象的讀取次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于修改次數(shù)，如果只是簡單的用lock方式加鎖，則會(huì)影響讀取的效率。而如果采用讀寫鎖，則多個(gè)線程可以同時(shí)讀取該對(duì)象，只有等到對(duì)象被寫入鎖占用的時(shí)候，才會(huì)阻塞。

簡單的說，當(dāng)某個(gè)線程進(jìn)入讀取模式時(shí)，此時(shí)其他線程依然能進(jìn)入讀取模式，假設(shè)此時(shí)一個(gè)線程要進(jìn)入寫入模式，那么他不得不被阻塞。直到讀取模式退出為止。

同樣的，如果某個(gè)線程進(jìn)入了寫入模式，那么其他線程無論是要寫入還是讀取，都是會(huì)被阻塞的。

進(jìn)入寫入/讀取模式有2種方法：

EnterReadLock嘗試進(jìn)入寫入模式鎖定狀態(tài)。

TryEnterReadLock(Int32) 嘗試進(jìn)入讀取模式鎖定狀態(tài)，可以選擇整數(shù)超時(shí)時(shí)間。

EnterWriteLock 嘗試進(jìn)入寫入模式鎖定狀態(tài)。

TryEnterWriteLock(Int32) 嘗試進(jìn)入寫入模式鎖定狀態(tài)，可以選擇超時(shí)時(shí)間。

退出寫入/讀取模式有2種方法：

ExitReadLock 減少讀取模式的遞歸計(jì)數(shù)，并在生成的計(jì)數(shù)為 0（零）時(shí)退出讀取模式。

ExitWriteLock 減少寫入模式的遞歸計(jì)數(shù)，并在生成的計(jì)數(shù)為 0（零）時(shí)退出寫入模式。

下面演示一下用法：

public class Program
    {
        static private ReaderWriterLockSlim rwl = new ReaderWriterLockSlim();
        static void Main(string[] args)
        {
            Thread t_read1 = new Thread(new ThreadStart(ReadSomething));
            t_read1.Start();
            Console.WriteLine("{0} Create Thread ID {1} , Start ReadSomething", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), t_read1.GetHashCode());
            Thread t_read2 = new Thread(new ThreadStart(ReadSomething));
            t_read2.Start();
            Console.WriteLine("{0} Create Thread ID {1} , Start ReadSomething", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), t_read2.GetHashCode());
            Thread t_write1 = new Thread(new ThreadStart(WriteSomething));
            t_write1.Start();
            Console.WriteLine("{0} Create Thread ID {1} , Start WriteSomething", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), t_write1.GetHashCode());
        }
        static public void ReadSomething()
        {
            Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} Begin EnterReadLock...", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
            rwl.EnterReadLock();
            try
            {
                Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} reading sth...", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
                Thread.Sleep(5000);//模擬讀取信息
                Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} reading end.", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
            }
            finally
            {
                rwl.ExitReadLock();
                Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} ExitReadLock...", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
            }
        }
        static public void WriteSomething()
        {
            Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} Begin EnterWriteLock...", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
            rwl.EnterWriteLock();
            try
            {
                Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} writing sth...", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
                Thread.Sleep(10000);//模擬寫入信息
                Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} writing end.", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
            }
            finally
            {
                rwl.ExitWriteLock();
                Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} ExitWriteLock...", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
            }
        }
    }

C#讀寫鎖ReaderWriterLockSlim的使用

可以看到3號(hào)線程和4號(hào)線程能夠同時(shí)進(jìn)入讀模式，而5號(hào)線程過了5秒鐘后（即3,4號(hào)線程退出讀鎖后），才能進(jìn)入寫模式。

把上述代碼修改一下，先開啟2個(gè)寫模式的線程，然后在開啟讀模式線程，代碼如下：

      

  static void Main(string[] args)
        {
            Thread t_write1 = new Thread(new ThreadStart(WriteSomething));
            t_write1.Start();
            Console.WriteLine("{0} Create Thread ID {1} , Start WriteSomething", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), t_write1.GetHashCode());
            Thread t_write2 = new Thread(new ThreadStart(WriteSomething));
            t_write2.Start();
            Console.WriteLine("{0} Create Thread ID {1} , Start WriteSomething", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), t_write2.GetHashCode());
            Thread t_read1 = new Thread(new ThreadStart(ReadSomething));
            t_read1.Start();
            Console.WriteLine("{0} Create Thread ID {1} , Start ReadSomething", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), t_read1.GetHashCode());
            Thread t_read2 = new Thread(new ThreadStart(ReadSomething));
            t_read2.Start();
            Console.WriteLine("{0} Create Thread ID {1} , Start ReadSomething", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), t_read2.GetHashCode());
        }

結(jié)果如下：

C#讀寫鎖ReaderWriterLockSlim的使用

可以看到，3號(hào)線程和4號(hào)線程都要進(jìn)入寫模式，但是3號(hào)線程先占用寫入鎖，因此4號(hào)線程不得不等了10s后才進(jìn)入。5號(hào)線程和6號(hào)線程需要占用讀取鎖，因此等4號(hào)線程退出寫入鎖后才能繼續(xù)下去。

TryEnterReadLock和TryEnterWriteLock可以設(shè)置一個(gè)超時(shí)時(shí)間，運(yùn)行到這句話的時(shí)候，線程會(huì)阻塞在此，如果此時(shí)能占用鎖，那么返回true，如果到超時(shí)時(shí)間還未占用鎖，那么返回false，放棄鎖的占用，直接繼續(xù)執(zhí)行下面的代碼。

EnterUpgradeableReadLock

ReaderWriterLockSlim類提供了可升級(jí)讀模式，這種方式和讀模式的區(qū)別在于它還有通過調(diào)用 EnterWriteLock 或 TryEnterWriteLock 方法升級(jí)為寫入模式。 因?yàn)槊看沃荒苡幸粋€(gè)線程處于可升級(jí)模式。進(jìn)入可升級(jí)模式的線程，不會(huì)影響讀取模式的線程，即當(dāng)一個(gè)線程進(jìn)入可升級(jí)模式，任意數(shù)量線程可以同時(shí)進(jìn)入讀取模式，不會(huì)阻塞。如果有多個(gè)線程已經(jīng)在等待獲取寫入鎖，那么運(yùn)行EnterUpgradeableReadLock將會(huì)阻塞，直到那些線程超時(shí)或者退出寫入鎖。

下面代碼演示了如何在可升級(jí)讀模式下，升級(jí)到寫入鎖。

static public void UpgradeableRead()
        {
            Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} Begin EnterUpgradeableReadLock...", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
            rwl.EnterUpgradeableReadLock();
            try
            {
                Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} doing sth...", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
                Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} Begin EnterWriteLock...", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
                rwl.EnterWriteLock();
                try
                {
                    Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} writing sth...", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
                    Thread.Sleep(10000);//模擬寫入信息
                    Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} writing end.", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
                }
                finally
                {
                    rwl.ExitWriteLock();
                    Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} ExitWriteLock...", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
                }
                Thread.Sleep(10000);//模擬讀取信息
                Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} doing end.", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
            }
            finally
            {
                rwl.ExitUpgradeableReadLock();
                Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} ExitUpgradeableReadLock...", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
            }
        }

讀寫鎖對(duì)于性能的影響是明顯的。

下面測試代碼：

public class Program
    {
        static private ReaderWriterLockSlim rwl = new ReaderWriterLockSlim();
        static void Main(string[] args)
        {
            Stopwatch sw = new Stopwatch();
            sw.Start();
            List<Task> lstTask = new List<Task>();
            for (int i = 0; i < 500; i++)
            {
                if (i % 25 != 0)
                {
                    var t = Task.Factory.StartNew(ReadSomething);
                    lstTask.Add(t);
                }
                else
                {
                    var t = Task.Factory.StartNew(WriteSomething);
                    lstTask.Add(t);
                }
            }
            Task.WaitAll(lstTask.ToArray());
            sw.Stop();
            Console.WriteLine("使用ReaderWriterLockSlim方式，耗時(shí)：" + sw.Elapsed);
            sw.Restart();
            lstTask = new List<Task>();
            for (int i = 0; i < 500; i++)
            {
                if (i % 25 != 0)
                {
                    var t = Task.Factory.StartNew(ReadSomething_lock);
                    lstTask.Add(t);
                }
                else
                {
                    var t = Task.Factory.StartNew(WriteSomething_lock);
                    lstTask.Add(t);
                }
            }
            Task.WaitAll(lstTask.ToArray());
            sw.Stop();
            Console.WriteLine("使用lock方式，耗時(shí)：" + sw.Elapsed);
        }
        static private object _lock1 = new object();
        static public void ReadSomething_lock()
        {
            lock (_lock1)
            {
                //Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} reading sth...", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
                Thread.Sleep(10);//模擬讀取信息
                //Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} reading end.", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
            }
        }
        static public void WriteSomething_lock()
        {
            lock (_lock1)
            {
                //Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} writing sth...", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
                Thread.Sleep(100);//模擬寫入信息
                //Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} writing end.", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
            }
        }
        static public void ReadSomething()
        {
            rwl.EnterReadLock();
            try
            {
                //Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} reading sth...", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
                Thread.Sleep(10);//模擬讀取信息
                //Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} reading end.", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
            }
            finally
            {
                rwl.ExitReadLock();
            }
        }
        static public void WriteSomething()
        {
            rwl.EnterWriteLock();
            try
            {
                //Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} writing sth...", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
                Thread.Sleep(100);//模擬寫入信息
                //Console.WriteLine("{0} Thread ID {1} writing end.", DateTime.Now.ToString("hh:mm:ss fff"), Thread.CurrentThread.GetHashCode());
            }
            finally
            {
                rwl.ExitWriteLock();
            }
        }
    }

上述代碼，就500個(gè)Task，每個(gè)Task占用一個(gè)線程池線程，其中20個(gè)寫入線程和480個(gè)讀取線程，模擬操作。其中讀取數(shù)據(jù)花10ms，寫入操作花100ms，分別測試了對(duì)于lock方式和ReaderWriterLockSlim方式?？梢宰鲆粋€(gè)估算，對(duì)于ReaderWriterLockSlim，假設(shè)480個(gè)線程同時(shí)讀取，那么消耗10ms，20個(gè)寫入操作占用2000ms，因此所消耗時(shí)間2010ms，而對(duì)于普通的lock方式，由于都是獨(dú)占性的，因此480個(gè)讀取操作占時(shí)間4800ms+20個(gè)寫入操作2000ms=6800ms。運(yùn)行結(jié)果顯示了性能提升明顯。

C#讀寫鎖ReaderWriterLockSlim的使用

網(wǎng)站欄目：C#讀寫鎖ReaderWriterLockSlim的使用
當(dāng)前路徑：http://muchs.cn/article10/jpeodo.html

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