前言
在并發編程中，確保共享資源的同步訪問對防止數據損壞和保持數據一致性至關重要。互斥鎖（Mutex）是一種用于同步線程訪問共享資源的機制?；コ怄i確保共享資源在同一時間點，只有一個線程可以訪問，從而防止資源競爭與沖突。本文了解C#中Mutex實現互斥體的功能。
Mutex
Mutex 是一種同步的原語，在實現線程共享資源同步訪問，防止數據損壞和保持數據一致性方面起著至關重要的作用。
1、關鍵概念
擁有權：在任何給定時間內，只有一個線程可以擁有互斥鎖。擁有互斥鎖的線程，負責在使用受保護資源完成后釋放互斥鎖。
互斥狀態：互斥鎖有二種狀態，分別是處于有信號 （解鎖） 或非有信號 （鎖定） 狀態。嘗試獲取鎖定互斥鎖的線程將被阻止，直到它可用。
Mutex 的基本操作包括創建、獲取、釋放幾個基本操作。
在 C# 中，可以使用 System.Threading 命名空間的 Mutex 類創建 Mutex 對象。
// 創建一個具默認屬性的Mutex 實例 【未命名且初始所有權未獲取】Mutex mutex = new Mutex();
// 創建一個命名為GlobalMutexName，但初始所有權未獲取的 Mutex實例Mutex mutex = new Mutex(false, "Global_MutexName");
通過使用類提供的 WaitOne 方法獲取互斥鎖。
// 獲取 Mutexmutex.WaitOne();try{ // 訪問共享資源}finally{ mutex.ReleaseMutex();}
通過使用類提供的 ReleaseMutex 方法釋放互斥鎖。
// 獲取Mutexmutex.WaitOne();try{ // 訪問共享資源}finally{ //釋放 mutex.ReleaseMutex();}
2.4、為互斥鎖命名
在創建 Mutex 時可以指定互斥鎖名稱，通過互斥鎖名稱可以在不同的進程之間共享同一個 Mutex 實例。在跨進程同步的應用場景中互斥鎖名稱非常有用。
bool createdMutex;using (Mutex mutex = new Mutex(false, "Global_MutexName", out createdNew)){ if (!createdMutex) { Console.WriteLine("Mutex 已存在，可能已有另一個實例在運行。"); } // 請求獲取 Mutex mutex.WaitOne(); try { // 訪問共享資源 } finally { // 釋放 Mutex mutex.ReleaseMutex(); }}
參考命名
建議使用 Global_ 前綴表示全局、Local_ 前綴表示當前，通過命名前綴以明確 Mutex 的作用范圍。
2.5、使用具有超時的互斥鎖（Mutex）
我們可以在嘗試獲取互斥鎖時指定超時，以避免無限期阻塞。if (mutex.WaitOne(TimeSpan.FromSeconds(8))){ try { // 訪問共享資源 } finally { mutex.ReleaseMutex(); }}else{ // 處理超時情況}
3、注意事項
確保 Mutex 對象釋放：可使用 try...finally 語句塊在訪問結束后確保釋放 Mutex，避免死鎖；
避免長時間持有 Mutex：盡量縮短持有 Mutex 的時間，減少線程等待時間，提高性能；
做好異常處理：由于在獲取或釋放 Mutex 時可能會拋出異常，所以需做好異常處理；
避免互斥鎖名稱重復：互斥鎖名命名時，應確保其唯一性，避免與其他應用程序的 Mutex 沖突；
示例
1、在多線程應用程序中寫入文件
namespace Fountain.WinConsole.MutexDemo{ internal class Program { private static Mutex fileMutex = new Mutex(); /// <summary> /// 程序入口 /// </summary> /// <param name="args"></param> static void Main(string[] args) { // 啟動多個線程 for (int i = 0; i < 5; i++) {
Thread thread = new Thread(new ParameterizedThreadStart(WriteToFile)); thread.Name = $"線程-{i + 1}"; thread.Start("寫入文件的內容"); } Console.ReadKey(); } /// <summary> /// 寫入文件 /// </summary> /// <param name="writeContent"></param> public static void WriteToFile(object writeContent) { // 獲取互斥鎖時指定超時 if (fileMutex.WaitOne(TimeSpan.FromSeconds(8))) { try { Console.WriteLine($"{Thread.CurrentThread.Name} 獲得 Mutex。正在訪問共享資源..."); Thread.Sleep(400); Console.WriteLine($"{Thread.CurrentThread.Name} 訪問完畢。"); } finally { fileMutex.ReleaseMutex(); Console.WriteLine($"{Thread.CurrentThread.Name} 釋放了 Mutex。"); } } else { Console.WriteLine($"{Thread.CurrentThread.Name} 處理超時情況。"); } } }}
小結
Mutex 可以有效避免同步線程數據競爭和資源沖突，提高應用程序的穩定性和可靠性。通過了解 Mutex，并通過正確使用Mutex，才能有效地管理并發訪問，確保程序的正確性和穩定性。希望本文能給您帶來幫助，如有不到之處,請多多包涵。
該文章在 2024/11/4 10:28:01 編輯過
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