描述C#多线程中lock关键字的使用分析

下面是“描述C#多线程中lock关键字的使用分析”的完整攻略。

Lock关键字的作用

在C#多线程编程中，我们经常需要使用共享资源，例如某个数据结构，多线程并发访问这个数据结构是不可避免的，这时候就需要通过控制临界区域来避免多个线程同时访问同一份数据造成的竞态条件问题。Lock关键字就是用来实现线程同步的机制，保障了程序在并发情况下的安全性。

Lock关键字的用法

lock关键字用于同步访问共享资源，例如方法，类实例以及一段代码片段等等。当一个线程拥有一个对象的lock，线程可以按顺序执行，而其它线程则必须等待该线程释放锁才能继续执行。

lock语句的使用格式如下：

lock (syncObj)
{
    // 临界区域
    // 对共享资源的访问都在这里面
}

其中syncObj是一个对象，用于实现锁的机制。一旦有一个线程获得了syncObj对象的锁，其它的线程就会被堵塞，直到该线程释放锁。

Lock关键字的示例

示例一：使用Lock关键字实现线程同步

下面这个例子展示了如何使用lock关键字来实现线程同步：

class Program
{
    static object syncObj = new object();
    static int count = 0;

    static void Main(string[] args)
    {
        Thread t1 = new Thread(AddCount);
        Thread t2 = new Thread(AddCount);

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

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

        Console.WriteLine("Count: {0}", count);
    }

    static void AddCount()
    {
        for (int i = 0; i < 1000000; i++)
        {
            lock (syncObj)
            {
                count++;
            }
        }
    }
}

在上面的代码中，我们定义了一个静态变量count作为共享资源。AddCount方法负责对count值进行自增操作。在AddCount方法中，我们使用了lock关键字来实现线程同步。当一个线程获得了syncObj的锁，其它线程便无法访问共享资源，直到该线程释放锁。

运行上面的代码可以得到如下结果：

Count: 2000000

示例二：利用Lock关键字实现线程安全的单例模式

单例模式是一种非常常用的设计模式，它可以保证一个类只有一个实例，并提供全局的访问点。

下面是一个使用lock关键字实现线程安全的单例模式的示例：

public class Singleton
{
    private static Singleton instance;
    private static object syncObj = new object();

    private Singleton() { }

    public static Singleton Instance
    {
        get {
            if (instance == null)
            {
                lock (syncObj)
                {
                    if (instance == null)
                        instance = new Singleton();
                }
            }
            return instance;
        }
    }
}

在这个示例中，我们定义了一个静态变量instance，用于保存单例对象。在Instance属性中，我们使用了双重锁定的方式，首先检查是否已经有了实例，如果还没有就进入同步块，确保只有一个线程创建一个实例。

总结

Lock关键字是一种非常有用的机制，用于保证多线程程序的安全性。在多线程并发访问共享资源时，必须采用锁机制来实现同步访问共享资源的目的。为了避免不同的线程互相干扰或竞争的情况，并产生不可预料的结果，锁机制的处理一定要精心谨慎，否则会使线程进入死锁状态或者资源耗尽等问题。