簡單來講講C#中的鎖

?? 簡單來講講C#中的鎖

? 前言

今天來說說C#中的鎖，鎖在日常開發中還是很常用的，但是用的不得當，或者騷操作比較多那么就會導致死鎖，從而導致系統崩潰。

后面我會出一系列文章，來講講C#里面的代碼和技巧，通過不斷的學習積累，以達到我的跳槽目標。

文章中有任何錯誤的地方都可以指出，博主也在不斷的學習中~

?? 簡述

下面問問AI來簡單了解下什么是鎖，AI分析還是挺詳細的。

?? 通俗理解

在現實生活里，鎖就像一把門鎖。
如果一個人進了房間并把門反鎖，別人就得在外面等他出來。
等里面的人出來并開鎖后，下一個人才能進去。

?? 編程里的“鎖”也是一樣的：
它保證同一時刻只有一個線程能進入臨界區（共享資源的代碼塊），從而避免混亂。

?? 技術定義

在 并發編程 中，鎖（Lock）是一種同步機制，用來 控制多個線程對共享資源的并發訪問。

沒有鎖時：多個線程可能同時修改同一個變量、文件、數據庫記錄 → 造成 數據競爭 (Race Condition)。
有了鎖后：一個線程進入臨界區時，其它線程必須等待 → 保證 數據一致性。

?? 鎖的關鍵特性

互斥性
- 一次只能有一個線程持有鎖。
- 其他線程必須等待。
可見性
- 線程釋放鎖前的修改，對之后獲取鎖的線程是可見的。
可重入性（C# 的 lock 是可重入的）
- 同一線程可以多次進入同一把鎖，而不會死鎖自己。

?? 舉例

下面就舉個例子講講什么情況下就需要用到鎖。

int a = 0;

// 并行++ 
Parallel.For(0, 1000, _ => { 
    a++;
});

// 會發現 a 的值小于 1000，因為并行操作導致了線程之間的競爭。
Console.WriteLine(a);

正常情況下，a的值應該是等于1000的，但由于這里使用了Parallel.For，會導致多個線程對同一個值進行++操作，從而導致最終的結果沒有1000次。

那么如何避免這種情況呢，可以使用鎖去避免。

// 使用鎖解決線程競爭問題
object obj = new object();

int b = 0;

Parallel.For(0, 1000, _ => { 
    lock (obj) {
        b++;
    }
});

// 現在 b 的值一定是 1000，因為鎖確保了同一時間只有一個線程可以執行 b++ 操作。
Console.WriteLine(b);

這里使用了一個object類型作為鎖對象，這也是常見的鎖對象，不一定非得使用object類型，其他引用類型也行。

??? 運行結果

?? .net9 新的鎖對象

上面已經通過簡單的例子了解到了什么是鎖，已經怎么使用鎖，那么在.net9中可以直接使用lock對象作為鎖。

?? 在使用.net9創建項目時，如果使用object類型的鎖，rider編輯器會提示使用Lock類型作為鎖。

? 老寫法

public class Lock
{
    private readonly object _lock = new();
    public void Foo()
    {
        lock (_lock)
        {
            Thread.Sleep(3000);
            Console.WriteLine("In Foo");
        }
    }
}

? 新寫法

public class Deadlock
{
    private readonly Lock _lock = new();
    public void Foo()
    {
        lock (_lock)
        {
            Thread.Sleep(3000);
            Console.WriteLine("In Foo");
        }
    }
}

?? 比較

特性	傳統的 `object` + `lock(obj)`（Monitor-based）	用 `System.Threading.Lock` + `lock(newLock)`
鎖對象類型意圖性	任意引用類型，不專門為鎖“設計”	專門的鎖類型，用意明確
編譯器識別/處理	用 `Monitor.Enter/Exit`； `lock(object)` 被編譯器轉換為 Monitor 操作	如果 `lock` 的目標是 `Lock` 類型，編譯器 special-case 使用 `EnterScope()/Dispose()` 的新方式
內部機制	使用 `Monitor`、SyncBlocks、Thin locks 等，涉及 object header，可能有額外開銷	新語義可以減少某些 Monitor 的開銷，scope 塊式釋放鎖，可能在某些場景性能更優
性能	在高并發且鎖競爭嚴重的場景下性能可能成為瓶頸	在同樣場景下可有更好的性能（但具體提升依賴于運行情況和 contention）
可讀性／安全性	用 `object`，可能誤用；不容易一眼看出這是鎖對象	用 `Lock` 類型，代碼語義直接告訴你“這是用來加鎖的”

?? 總結

鎖是并發編程里的“雙刃劍”。

用得好 ?? 能保證線程安全，避免數據錯亂。
用不好 ?? 容易掉進性能陷阱，甚至導致死鎖，拖垮整個系統。

在 .NET 9 之前，我們習慣用 object 作為鎖對象，但語義模糊，容易被誤用。

而新的 System.Threading.Lock 專門為鎖而生，讓代碼更直觀，也在某些場景下帶來性能提升。

所以：

寫 demo、小項目 → 用 lock(object) 依舊沒問題。
寫業務、追求可維護性和性能 → 建議上手 .NET 9 的 Lock，讓代碼更優雅、更安全。

?? 學會合理使用鎖，能讓你的程序更加穩定，也能減少“背鍋”的機會。

?? 相關鏈接

【.NET 9新增的鎖對象（Lock）是怎么一回事？】 https://www.bilibili.com/video/BV1rLp2zMEua/?share_source=copy_web&vd_source=fce337a51d11a67781404c67ec0b5084

posted @ 2025-09-20 16:31 妙妙屋（zy）閱讀(815) 評論(0) 收藏舉報

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