TPL Part3 -- 数据共享

问题：多个Task需要操作共享变量时，会有资源竞争的问题，例如下段代码示例：

void Main()
{
 
int shared = 0;
 
Task[] tasks = new Task[10];
for (int i = 0;i < 10; i++) {
//create a new task
tasks[i] = new Task(() => {
// entera loop for 1000 balance updates
for(int j = 0;j < 1000; j++) {
//update the balance
shared++;
}
});
// startthe new task
tasks[i].Start();
}
 
Task.WaitAll(tasks);
 
Console.WriteLine(string.Format("shared : {0}",shared));
Console.ReadLine();
}

期望结果：10000，可实际结果每次都不一样（第一次为8093）。

解决方案1：隔离

即每个Task独享一个变量，最后合并结果：

void Main()
{
 
Task<int>[] tasks = new Task<int>[10];
for(int i = 0;i < 10; i++) {
//create a new task
var taskVal = 0;
tasks[i] = new Task<int>((v)=> {
int val = int.Parse(v.ToString());
// enter a loop for 1000 balance updates
for(int j = 0;j < 1000; j++) {
//update the balance
val++;
}
return val;
},taskVal);
// start the new task
tasks[i].Start();
}
 
int result = 0;
for(int i = 0;i < 10; i++) {
result+= tasks[i].Result;
}
Console.WriteLine(string.Format("result : {0}",result));
Console.ReadLine();
}

每个线程独享1个变量，进行计算返回结果，最后合并结果（在tasks[i].Result时，Task会阻塞）。

方案2：加锁

相信读者对锁已经不再陌生，它在解决资源竞争问题时是经常出现的，思路就是设定关键区域，把那部分操作变成同步的（同时只允许一个线程操作）。

锁的种类

lock ：重量级锁，会带来线程切换的开销。

lock (lockObj) {
...critical region code...
}

等价于：

bool lockAcquired;
try {
Monitor.Enter(lockObj, reflockAcquired);
...critical region code...
} finally {
if (lockAcquired)Monitor.Exit(lockObj);
}

System.Threading.Interlocked：轻量级锁，会调用底层硬件特性进行优化，对于只需要操作整数++或整数--的情况很适用。常见方法：

●     Add：整数加和

●     Exchange：赋值

●     Increment：递增

●     Decrement ：递减

CompareExchange<T>：比较两个数，相等则赋值

System.Threading.Mutex：可用于完成跨进程资源同步（使用命名的mutex）。

使用Synchronize特性：声明式加锁，会对类中的所有成员，方法实现锁机制，谨慎使用。

SpinLock：轻量级锁。通常对于短时间内（例如在指令级别）资源同步的情况，性能会高于monitor或SlimReaderWriterLock。

SlimReaderWriterLock：轻量级锁。优势在于读写锁分离。避免在读锁中打开写锁，会造成死锁。即便可以通过EnterUpgradeableReadLock来实现这种场景，仍然不推荐这样做。

几种并发集合

在多线程场景中，没有并发集合之前，使用集合时需要手动加锁来解决资源共享的问题，以下四种并发集合可以使我们从这种问题中release出来，在多线程场景中可以直接拿来用：

ConcurrentQueue，ConcurrentStack，ConcurrentBag，ConcurrentDictionary。

TPL Part3 -- 数据共享

原文：http://blog.csdn.net/lan_liang/article/details/45271541