C#中Lock语句如何保证线程安全？

深入理解C# Lock语句的线程安全机制

在多线程环境中，确保对象的线程安全至关重要。为此，开发人员经常使用lock语句来保护代码的关键部分。本文将深入探讨lock语句的内部工作原理，阐明其行为和影响。

Lock语句的结构

在底层，lock语句被转换为一系列使用System.Threading.Monitor类的指令。C# 3.0采用以下方法：

<code class="language-csharp">var temp = obj;
Monitor.Enter(temp);
try
{
    // 线程不安全代码
}
finally
{
    Monitor.Exit(temp);
}</code>

然而，从C# 4.0开始，引入了一个小的修改：

<code class="language-csharp">bool lockWasTaken = false;
var temp = obj;
try
{
    Monitor.Enter(temp, ref lockWasTaken);
    // 线程不安全代码
}
finally
{
    if (lockWasTaken)
    {
        Monitor.Exit(temp); 
    }
}</code>

监控和阻塞

Monitor.Enter方法是lock语句的核心。它尝试获取指定对象的监视器。如果另一个线程先前已对同一对象执行了Enter操作，并且尚未执行相应的Exit操作，则当前线程将阻塞，直到另一个线程释放锁。

无限等待

需要注意的是，Monitor.Enter方法将无限期地等待锁可用。与其他一些锁定机制不同，它没有超时概念。

性能注意事项

使用锁会影响应用程序的性能。通过暂时阻止其他线程访问相同的资源，锁会引入竞争。这可能导致吞吐量降低和延迟增加。因此，务必谨慎使用锁，并且仅在必要时才使用锁来保护线程不安全代码。

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