多线程中的lock,Monitor.Wait和Monitor.Pulse

[gomoku]

有CSDN的朋友问一个问题，“Lock关键字不是有获取锁、释放锁的功能吗？...为什么还需要执行Pulse？”
也有朋友有些疑点，“用lock就不要用monitor了”，“Monitor.Wait完全没必要”,“为什么Pulse和Wait方法必须从同步的代码块内调用？”

这些疑问很自然。在大部分情况下，lock确实能基本达到我们要求资源同步的目的，加上配合其他同步工具，比如事件（AutoResetEvent)等的应用,日常工作中确实没有太多机会需要用到Monitor.Wait和Pulse。不过，虽然较少机会用到，事实上Wait和Pulse跟lock完全不是一回事。他们提供了更细腻的同步功能，能达到lock作不来的功能。

为更好的回答和解释这些疑问，该帖将首先介绍Wait和Pulse的用途，通过一个简单例子逐条分析同步的过程；然后提供一个用轻量级的lock,Wait和Pulse来实现一个事件通知的实例；最后谈谈DotNet4对lock编译展开的一点有趣变化。

朋友们的原贴可以在随后的注释中找到链接。

[阿非]

技术分享是希望能够帮助更多需要帮助的人，如果大家有与本帖内容相关的疑问可以提出来，LZ有时间肯定会做出解答的，大家也可以一起集思广益。如果有人能分享心得体会那更是求之不得。
所以还请大家不要无意义回复，试想你对此类问题有疑问，却翻了好几页没找到关键的部分，满篇的灌水什么心情，如果你觉得本文对你帮助很大，想查阅又怕记忆繁琐可以点击标题右侧的收藏。
本回复之前的无意义回复，都会通知回复人之后删除，由于精力有限本回复之后的无意义回复删除恕不另行通知。

[gomoku]

[Quote=引用 69 楼 lizhibin11 的回复:]
Windows Vista新增了条件变量，...
[/Quote]

.Net中的Monitor实现更加接近wiki中Monitor的概念(参考1)，比如对Conditional Variable的支持。
而当时用Win32来实现则相对麻烦(参考2)。

1. Wiki Monitor(英文版比中文版好):
http://en.wikipedia.org/wiki/Monitor_(synchronization)

2. Strategies for Implementing POSIX Condition Variables on Win32
http://www.cs.wustl.edu/~schmidt/win32-cv-1.html

[lizhibin11]

这两篇文章我都看了，我的疑问就是Monitor.Wait性能是否比AutoResetEvent高，因为在相对WaitHanle缺失很多功能以及编程的方便性的情况下，如果性能并没有提高，是得不偿失的。
您提供的第二篇文章我觉得效率都不是很高，后面采用CRITICAL_SECTION的方式也是使用了内核对象来辅助。即使用C#来实现我觉得也有更好的方式，可以先采用自旋锁或者Interlocked.CompareExchange实现自旋一定周期后，转入等待内核对象的信号。这样效率是否高于直接使用内核对象也不好说，比如自旋一定周期后，没有获得锁，开始缓慢的进入内核态的过程，而在这个过程之初，其实锁已经被另一个线程释放了，还不如不自旋直接进入内核态。
即使是在Vista下，条件变量在某些情况中也只是“可能更高效”。总之前天测试的时候，长等待也用过，极短的等待也用过，性能几乎一样。没有得到透彻的解释。

[threenewbee]

不好意思，我说一句废话，阿非删除不用通知我了。

我就想说，这个贴是昨天吃早餐的时候方兴和我提到的。所以我一定要瞻仰下。

[lizhibin11]

回复youbl，Abort意味着我告诉操作系统可以在过程的任一一点上按它的意愿中止，我接受这个不可控的结果，我不在乎意外与错误。所以多线程编程的开发者几乎不会以这种方式中止线程。
原子操作是指，一个过程绝对不会被中断，在完成这个过程期间不会插入其他操作。关键代码段只有在进入和离开的两个节点上，在未进入内核态的情况下，会采用原子操作。

[wangqifei8231873]

我觉得再一次执行Pulse能更好地用于控制。

[ylywyn136]

恩,Monitor是相当于windows里的 关键段+条件变量. <<windows高级编程>>里有提到

[Icedmilk]

你先把别人的问题看明白了再回复行不？
人家问的是加锁操作和设置那个bool的flag能不能确保是原子操作
如果不是原子操作，可能加了锁之后，还没来的急设置flag为true就会被abort跳到final里，
if (lockTaken) Monitor.Exit(lockObj);
就不会释放锁

[Quote=引用 72 楼 lizhibin11 的回复:]
引用 70 楼 youbl 的回复:

用Reflecor看了下4.0里的Monitor.Enter(object obj, ref bool lockTaken)方法
最后是调用：
[MethodImpl(MethodImplOptions.InternalCall), SecurityCritical]
private static extern void ReliableEnter(object obj, ref bool……

finally块会在调用Abort后线程中止前执行（.net 1.0和1.1例外），看50楼代码。
[/Quote]

[lizhibin11]

Icedmilk你说得对，我回复完后觉得回复有误，只是随后想编程时不可能发生主动调用Abort的情况（这本身意味着可能会出意外，应该采用专门的退出线程信号量或者条件判断），而且即使一定要强行这样去做，finally也可以让开发者尽量采取措施去防范这种意外。
Monitor.Enter(object obj, ref bool lockTaken)这个应该是来自Windows改进后的带返回值的TryEnterCriticalSection，对CRITICAL_SECTION结构的某个字段的修改可以是原子操作，但同时赋值给lockTaken我认为不可能是原子操作（你能举出同时修改两个变量的原子操作吗？）。如果不调用Abort，也不会发生这种人为的“意外”？

[gomoku]

打算下午结贴。给分的时候永远不会公平，请大家海涵。

并多谢大家的支持和鼓励。
特别谢谢阿非帮忙修改和整理回贴。
非常谢谢lizhibin11提出了思辨和挑战的问题。

如果我重新写该文，应该不会再有Monitor和WaitHandle的效率比较：
一、既没有参考引用，也没有测试结果。
二、两个东西有不同的用途，扯在一起比较不公平。

之所以写MyManualEvent的例子，是想加深印象，又不想套用微软的"生产者-消费者"范例。
它不太能体现Monitor的特色，也可能重写。

[Icedmilk]

与其纠结在这，还不如先去把MSDN上关于Monitor这个类的文档先阅读一下。
下面是MSDN的原文：
It is important to note the distinction between use of Monitor and WaitHandle objects. Monitor objects are purely managed, fully portable, and might be more efficient in terms of operating-system resource requirements. WaitHandle objects represent operating-system waitable objects, are useful for synchronizing between managed and unmanaged code, and expose some advanced operating-system features like the ability to wait on many objects at once.


[Quote=引用 44 楼 lizhibin11 的回复:]
经测试，AutoResetEvent的效率和Monitor.Wait几乎一样，有心人可以测试对比一下。
Monitor.Enter等待时间如果很长，也是会进入内核态的，它对应的是win32的CRITICAL_SECTION结构。但是Monitor.Wait对应哪个win32 api我没找到，或者它是.net新创了一个以前win32所没有的东西，我怀疑Monitor.Wait也会进入内核态，在这点……
[/Quote]

[lizhibin11]

很感谢楼主的文章，我以前没有注意过Monitor.Wait这个方法，看了楼主的文章后，受益匪浅，也很高兴有更轻量级的方法某种程度代替WaitHandle，只是随后确认时引发了一系列问题，让我了解了很多东西，看到这样的文章让人兴奋，谢谢楼主。

[游北亮]

你说的让开发者去防范，但是人去防范，总有意外，所以如果能程序实现原子操作最好
另外Abort的情况也是很常见的，比如购票进行中，忽然不想买了，便取消，或强制关闭了程序等

至于原子操作，TransactionScope应该可以实现吧？没用过这个类，一直都是用DbTransaction去实现sql的原子操作
另外，把2行代码放在类似lock的代码里，应该也可以实现原子吧？


[Quote=引用 85 楼 lizhibin11 的回复:]
Icedmilk你说得对，我回复完后觉得回复有误，只是随后想编程时不可能发生主动调用Abort的情况（这本身意味着可能会出意外，应该采用专门的退出线程信号量或者条件判断），而且即使一定要强行这样去做，finally也可以让开发者尽量采取措施去防范这种意外。
Monitor.Enter(object obj, ref bool lockTaken)这个应该是来自Windows改进后的带返回值的Tr……
[/Quote]

[Icedmilk]

TransactionScope是处理数据库事务的吧

另外,楼上各位好像把原子操作的定义弄混了

其实那个函数ReliableEnter
完全可以先设置flag再加锁啊

[Quote=引用 89 楼 youbl 的回复:]
你说的让开发者去防范，但是人去防范，总有意外，所以如果能程序实现原子操作最好
另外Abort的情况也是很常见的，比如购票进行中，忽然不想买了，便取消，或强制关闭了程序等

至于原子操作，TransactionScope应该可以实现吧？没用过这个类，一直都是用DbTransaction去实现sql的原子操作
另外，把2行代码放在类似lock的代码里，应该也可以实现原子吧？



引用……
[/Quote]

[Lvyonglvyong]

TransactionScope应该可以实现

[wy811007]

有木有 结合 winform界面程序 的例子啊 多线程 感觉很难哦 不明白

[tqxiaofang]

怎麼得到論壇的積分啊、

[youhao1999]

谢谢分享[Quote=引用楼主 gomoku 的回复:]
有CSDN的朋友问一个问题，“Lock关键字不是有获取锁、释放锁的功能吗？...为什么还需要执行Pulse？”
也有朋友有些疑点，“用lock就不要用monitor了”，“Monitor.Wait完全没必要”,“为什么Pulse和Wait方法必须从同步的代码块内调用？”

这些疑问很自然。在大部分情况下，lock确实能基本达到我们要求资源同步的目的，加上配合其他同步工具，比如事件（AutoR……
[/Quote]

[thinkpi]

霸气的讲解！！！

[pushouli]

在第3个时间点时，为什么B和C直接进入了就绪队列，而不是等待队列中？