线程不安全与线程安全示例

Posted 2020-10-22 即使如此

线程不安全与线程安全 示例代码：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Incorrect counter");

            var c = new Counter();

            var t1 = new Thread(() => TestCounter(c));
            var t2 = new Thread(() => TestCounter(c));
            var t3 = new Thread(() => TestCounter(c));
            t1.Start();
            t2.Start();
            t3.Start();
            t1.Join();
            t2.Join();
            t3.Join();

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

            Console.WriteLine("Correct counter");

            var c1 = new CounterWithLock();

            t1 = new Thread(() => TestCounter(c1));
            t2 = new Thread(() => TestCounter(c1));
            t3 = new Thread(() => TestCounter(c1));
            t1.Start();
            t2.Start();
            t3.Start();
            t1.Join();
            t2.Join();
            t3.Join();
            Console.WriteLine("Total count: {0}", c1.Count);

            Console.ReadKey();
        }

        static void TestCounter(CounterBase c)
        {
            for (int i = 0; i < 100000; i++)
            {
                c.Increment();
                c.Decrement();
            }
        }

        class Counter : CounterBase
        {
            public int Count { get; private set; }

            public override void Increment()
            {
                Count++;
            }

            public override void Decrement()
            {
                Count--;
            }
        }

        class CounterWithLock : CounterBase
        {
            private readonly object _syncRoot = new Object();

            public int Count { get; private set; }

            public override void Increment()
            {
                lock (_syncRoot)
                {
                    Count++;
                }
            }

            public override void Decrement()
            {
                lock (_syncRoot)
                {
                    Count--;
                }
            }
        }

        abstract class CounterBase
        {
            public abstract void Increment();

            public abstract void Decrement();
        }
    }

线程不安全与线程安全 执行结果：

线程不安全与线程安全 工作原理：

             当主程序启动时，创建了一个Counter类的对象。该类定义了一个可以递增和递减的简单的计数器。然后我们启动了三个线程。这三个线程共享同一个counter实例，在一个周期中进行一次递增和一次递减。这将导致不确定的结果。如果运行程序多次，则会打印出多个不同的计数器值。结果可能是0，但大多数情况下则不是0。

             这是因为Counter类并不是线程安全的。当多个线程同时访问counter对象时，第一个线程得到的counter值10并增加为11。然后第二个线程得到的值是11并增加为12。第一个线程得到counter值12，但是递减操作发生前，第二个线程得到的counter值也是12。然后第一个线程将12递减为11并保存回counter中，同时第二个线程进行了同样的操作。结果我们进行了两次递增操作但是只有一次递减操作，这显然不对。这种情形被称为竞争条件（race condition）。竞争条件是多线程环境中非常常见的导致错误的原因。

             为了确保不会发生以上情形，必须保证当有线程操作counter对象时，所有其他线程必须等待直到当前线程完成操作。我们可以使用lock关键字来实现这种行为。

             如果锁定了一个对象，需要访问该对象的所有其他线程则会处于阻塞状态，并等待直到该对象解除锁定。

             注意：这里的线程安全代码可能会导致严重的性能问题。