简单来讲讲C#中的锁

🔑 简单来讲讲C#中的锁

✨ 前言

今天来说说C#中的锁,锁在日常开发中还是很常用的,但是用的不得当,或者骚操作比较多那么就会导致死锁,从而导致系统崩溃。

后面我会出一系列文章,来讲讲C#里面的代码和技巧,通过不断的学习积累,以达到我的跳槽目标。

文章中有任何错误的地方都可以指出,博主也在不断的学习中~

📖 简述

下面问问AI来简单了解下什么是锁,AI分析还是挺详细的。

🧩 通俗理解

  • 在现实生活里,就像一把门锁。
  • 如果一个人进了房间并把门反锁,别人就得在外面等他出来。
  • 等里面的人出来并开锁后,下一个人才能进去。

👉 编程里的"锁"也是一样的:

它保证同一时刻只有一个线程能进入临界区(共享资源的代码块),从而避免混乱。


⚙️ 技术定义

并发编程 中,锁(Lock) 是一种同步机制,用来 控制多个线程对共享资源的并发访问

  • 没有锁时:多个线程可能同时修改同一个变量、文件、数据库记录 → 造成 数据竞争 (Race Condition)
  • 有了锁后:一个线程进入临界区时,其它线程必须等待 → 保证 数据一致性

🔒 锁的关键特性

  1. 互斥性
    • 一次只能有一个线程持有锁。
    • 其他线程必须等待。
  2. 可见性
    • 线程释放锁前的修改,对之后获取锁的线程是可见的。
  3. 可重入性(C# 的 lock 是可重入的)
    • 同一线程可以多次进入同一把锁,而不会死锁自己。

💡 举例

下面就举个例子讲讲什么情况下就需要用到锁。

c# 复制代码
int a = 0;

// 并行++ 
Parallel.For(0, 1000, _ => { 
    a++;
});

// 会发现 a 的值小于 1000,因为并行操作导致了线程之间的竞争。
Console.WriteLine(a);

正常情况下,a的值应该是等于1000的,但由于这里使用了Parallel.For,会导致多个线程对同一个值进行++操作,从而导致最终的结果没有1000次。

那么如何避免这种情况呢,可以使用锁去避免。

c# 复制代码
// 使用锁解决线程竞争问题
object obj = new object();

int b = 0;

Parallel.For(0, 1000, _ => { 
    lock (obj) {
        b++;
    }
});

// 现在 b 的值一定是 1000,因为锁确保了同一时间只有一个线程可以执行 b++ 操作。
Console.WriteLine(b);

这里使用了一个object类型作为锁对象,这也是常见的锁对象,不一定非得使用object类型,其他引用类型也行。

🖼️ 运行结果

🚀 .net9 新的锁对象

上面已经通过简单的例子了解到了什么是锁,已经怎么使用锁,那么在.net9中可以直接使用lock对象作为锁。

ℹ️ 在使用.net9创建项目时,如果使用object类型的锁,rider编辑器会提示使用Lock类型作为锁。

⏳ 老写法

c# 复制代码
public class Lock
{
    private readonly object _lock = new();
    public void Foo()
    {
        lock (_lock)
        {
            Thread.Sleep(3000);
            Console.WriteLine("In Foo");
        }
    }
}

⚡ 新写法

c# 复制代码
public class Deadlock
{
    private readonly Lock _lock = new();
    public void Foo()
    {
        lock (_lock)
        {
            Thread.Sleep(3000);
            Console.WriteLine("In Foo");
        }
    }
}

📊 比较

特性 传统的 object + lock(obj)(Monitor-based) System.Threading.Lock + lock(newLock)
锁对象类型意图性 任意引用类型,不专门为锁"设计" 专门的锁类型,用意明确
编译器识别/处理 Monitor.Enter/Exitlock(object) 被编译器转换为 Monitor 操作 如果 lock 的目标是 Lock 类型,编译器 special-case 使用 EnterScope()/Dispose() 的新方式
内部机制 使用 Monitor、SyncBlocks、Thin locks 等,涉及 object header,可能有额外开销 新语义可以减少某些 Monitor 的开销,scope 块式释放锁,可能在某些场景性能更优
性能 在高并发且锁竞争严重的场景下性能可能成为瓶颈 在同样场景下可有更好的性能(但具体提升依赖于运行情况和 contention)
可读性/安全性 object,可能误用;不容易一眼看出这是锁对象 Lock 类型,代码语义直接告诉你"这是用来加锁的"

📝 总结

锁是并发编程里的"双刃剑"。

  • 用得好 👉 能保证线程安全,避免数据错乱。
  • 用不好 👉 容易掉进性能陷阱,甚至导致死锁,拖垮整个系统。

在 .NET 9 之前,我们习惯用 object 作为锁对象,但语义模糊,容易被误用。

而新的 System.Threading.Lock 专门为锁而生,让代码更直观,也在某些场景下带来性能提升。

所以:

  • 写 demo、小项目 → 用 lock(object) 依旧没问题。
  • 写业务、追求可维护性和性能 → 建议上手 .NET 9 的 Lock,让代码更优雅、更安全。

👉 学会合理使用锁,能让你的程序更加稳定,也能减少"背锅"的机会。

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