C#中volatile与lock用法

下面详细讲解一下C#中volatile与lock关键字的用法。

volatile关键字的用法

简介

在多线程编程中，由于CPU对内存的读写可能存在缓存，当多个线程同时操作同一个变量时，就可能出现线程安全问题。而volatile关键字则可以保证被修饰的变量在多线程操作中的可见性和顺序性，即保证多线程程序中的变量修改都能在所有线程中可见。

用法

volatile int x = 0;

通过在int类型变量前添加volatile关键字，可以保证在多线程编程中访问的时候，读到的永远是最新的值，不能被其它线程缓存。volatile关键字只能修饰基本数据类型和引用类型，不能修饰方法和类。

示例说明

首先，我们定义一个共享变量x，并用两个线程对其进行赋值和修改，然后将x打印出来。

volatile int x = 0;
static void Main(string[] args)
{
    Thread t1 = new Thread(() => {
        for (int i = 0; i < 100000; i++)
        {
            x++;
        }
    });

    Thread t2 = new Thread(() => {
        for (int i = 0; i < 100000; i++)
        {
            x++;
        }
    });

    t1.Start();
    t2.Start();
    t1.Join();
    t2.Join();

    Console.WriteLine(x);
    Console.ReadLine();
}

在这里，我们使用了volatile关键字修饰int类型的变量x，并创建了两个线程共同对其进行操作。运行程序，输出的结果为200000，即可见性和顺序性得到了保证。

lock关键字的用法

简介

lock关键字实现的是互斥锁，即在多线程编程中，当一个线程获取了锁之后，其它线程无法再对其进行修改，直到该线程释放锁为止。

用法

private static readonly object locker = new object();

lock (locker)
{
    // 代码块
}

通过使用lock关键字，可把一段代码块变成互斥代码块，在同一时间仅允许一个线程进行访问，其他的线程会被阻塞，等待锁的释放。需要注意的是，lock关键字只能用于引用类型，不能用于值类型。

示例说明

我们定义了一个数字类，在其中封装了一个字段num，以及对该字段进行加10的方法IncreaseNum。

class Number
{
    private int num = 0;

    private static readonly object locker = new object();

    public void IncreaseNum()
    {
        lock (locker)
        {
            num += 10;
            Console.WriteLine(num);
        }  
    }
}

我们同时创建了100个线程，每个线程调用一次IncreaseNum方法。在此过程中，将会同时有多个线程对 num 进行累计，但是由于加了 lock，所以每次只有一个线程在进行访问，保证了线程安全。

Number n = new Number();

Thread[] threads = new Thread[100];

for (int i = 0; i < 100; i++)
{
    threads[i] = new Thread(() => {
        n.IncreaseNum();
    });
}

foreach (Thread t in threads)
{
    t.Start();
}

foreach (Thread t in threads)
{
    t.Join();
}

Console.ReadLine();

以上就是C#中volatile与lock关键字的用法和相应的示例说明。通过不断的练习和实践，可以更好地掌握多线程编程中的技巧和技巧。