线程同步方式之互斥量Mutex

Posted 2020-08-02 One heart

互斥量和临界区非常相似，只有拥有了互斥对象的线程才可以访问共享资源，而互斥对象只有一个，因此可以保证同一时刻有且仅有一个线程可以访问共享资源，达到线程同步的目的。

互斥量相对于临界区更为高级，可以对互斥量进行命名，支持跨进程的线程同步。互斥量是调用的Win32的API对互斥锁的操作，因此在同一操作系统下不同进程可以按照互斥锁的名称共享锁。

正因为如此，互斥锁的操作会更好资源，性能上相对于临界区也有降低，在使用时还要多斟酌。对于进程内的线程同步使用临界区性能会更佳。

在.Net中使用Mutex类来表示互斥量，使用实例的WaitOne()阻止线程执行至到获取Mutex对象，ReleaseMutex()释放锁资源，我们来看一下示例

class MutexTest
    {
        //创建Mutex对象
        private static Mutex mutex = new Mutex(true, "My");
        //
        static void Main(string[] args)
        {
            Run();
            Console.ReadLine();
        }
        //模拟多线程调用
        public static void Run()
        {
            const int count = 2;
            var threads = new Thread[count];
            for (var i = 0; i < count; i++)
            {
                var ts = new ThreadStart(UserResource);
                var t = new Thread(ts);
                t.Name = "thread" + (i + 1);
                threads[i] = t;
            }
            foreach (var t in threads)
            {
                t.Start();
            }
            //
            Console.WriteLine(string.Format("Creating thread {0} owns the Mutex.", Thread.CurrentThread.Name));
            Thread.Sleep(1000);
            mutex.ReleaseMutex();
            Console.WriteLine(string.Format("Creating thread {0} releases the Mutex.", Thread.CurrentThread.Name));
        }
        //修改共享资源值
        public static void UserResource()
        {
            mutex.WaitOne();
            Console.WriteLine(string.Format("Child thread named {0} owns the mutex.", Thread.CurrentThread.Name));
            Thread.Sleep(1000);
            mutex.ReleaseMutex();
            Console.WriteLine(string.Format("Child thread named {0} releases the mutex.", Thread.CurrentThread.Name));
        }
    }

Mutex对象是一个全局对象，构造时可以指定name，只要name一样都认为是同一个Mutext。另外再构造时指定的第一个Bool参数表示创建Mutex对象的线程是否拥有该互斥量。

如果是True表示拥有，必须要释放后才可以被其它线程使用。上述代码示例中就需要主线程释放Mutex。

首先由主线程创建一个Mutex对象，并拥有该Mutex对象

然后主线程接着执行，创建2个线程，线程内部使用WaitOne来阻止该线程继续执行，直到接收到Mutex对象释放的信号，方能获得Mutex使用权，继续执行。

Sleep 1秒之后，主线程释放Mutex对象

子线程WaitOne获得释放信号并抢占Mutex拥有权，获得者将进入执行资源代码，而另外的子现在要等到ReleaseMutex之后才能获得Mutex拥有权。

在使用Mutex时WaitOne用来阻止线程的执行，直到获取到Mutex对象的拥有权。也可以指定阻止时间，超时获取Mutex拥有权失败，会继续执行后续代码，执行完毕无需释放Mutex。

WaitOne要和ReleaseMutex成对使用，获取锁对象后要记得释放，否则会造成其它线程一直等待状态。