C#使用讀寫鎖三行代碼簡單解決多線程并發(fā)的問題
更新時(shí)間：2016年12月12日 09:43:51 作者：弎吩鍾熱℃
本文主要介紹了C#使用讀寫鎖三行代碼簡單解決多線程并發(fā)寫入文件時(shí)提示“文件正在由另一進(jìn)程使用，因此該進(jìn)程無法訪問此文件”的問題。需要的朋友可以參考借鑒
在開發(fā)程序的過程中，難免少不了寫入錯(cuò)誤日志這個(gè)關(guān)鍵功能。實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，可以選擇使用第三方日志插件，也可以選擇使用數(shù)據(jù)庫，還可以自己寫個(gè)簡單的方法把錯(cuò)誤信息記錄到日志文件。
選擇最后一種方法實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，若對文件操作與線程同步不熟悉，問題就有可能出現(xiàn)了，因?yàn)橥粋€(gè)文件并不允許多個(gè)線程同時(shí)寫入，否則會提示“文件正在由另一進(jìn)程使用，因此該進(jìn)程無法訪問此文件”。
這是文件的并發(fā)寫入問題，就需要用到線程同步。而微軟也給線程同步提供了一些相關(guān)的類可以達(dá)到這樣的目的，本文使用到的 System.Threading.ReaderWriterLockSlim 便是其中之一。
該類用于管理資源訪問的鎖定狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)多線程讀取或進(jìn)行獨(dú)占式寫入訪問。利用這個(gè)類，我們就可以避免在同一時(shí)間段內(nèi)多線程同時(shí)寫入一個(gè)文件而導(dǎo)致的并發(fā)寫入問題。
讀寫鎖是以 ReaderWriterLockSlim 對象作為鎖管理資源的，不同的 ReaderWriterLockSlim 對象中鎖定同一個(gè)文件也會被視為不同的鎖進(jìn)行管理，這種差異可能會再次導(dǎo)致文件的并發(fā)寫入問題，所以 ReaderWriterLockSlim 應(yīng)盡量定義為只讀的靜態(tài)對象。
ReaderWriterLockSlim 有幾個(gè)關(guān)鍵的方法，本文僅討論寫入鎖：
調(diào)用 EnterWriteLock 方法 進(jìn)入寫入狀態(tài)，在調(diào)用線程進(jìn)入鎖定狀態(tài)之前一直處于阻塞狀態(tài)，因此可能永遠(yuǎn)都不返回。
調(diào)用 TryEnterWriteLock 方法 進(jìn)入寫入狀態(tài)，可指定阻塞的間隔時(shí)間，如果調(diào)用線程在此間隔期間并未進(jìn)入寫入模式，將返回false。
調(diào)用 ExitWriteLock 方法 退出寫入狀態(tài)，應(yīng)使用 finally 塊執(zhí)行 ExitWriteLock 方法，從而確保調(diào)用方退出寫入模式。
Don't talk, show me the code.
1.多線程同時(shí)寫入文件
class Program
{
static int LogCount = 100;
static int WritedCount = 0;
static int FailedCount = 0;
static void Main(string[] args)
{
//迭代運(yùn)行寫入日志記錄，由于多個(gè)線程同時(shí)寫入同一個(gè)文件將會導(dǎo)致錯(cuò)誤
Parallel.For(0, LogCount, e =>
{
WriteLog();
});
Console.WriteLine(string.Format("\r\nLog Count:{0}.\t\tWrited Count:{1}.\tFailed Count:{2}.", LogCount.ToString(), WritedCount.ToString(), FailedCount.ToString()));
Console.Read();
}
static void WriteLog()
{
try
{
var logFilePath = "log.txt";
var now = DateTime.Now;
var logContent = string.Format("Tid: {0}{1} {2}.{3}\r\n", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString().PadRight(4), now.ToLongDateString(), now.ToLongTimeString(), now.Millisecond.ToString());
File.AppendAllText(logFilePath, logContent);
WritedCount++;
}
catch (Exception ex)
{
FailedCount++;
Console.WriteLine(ex.Message);
}
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
不使用讀寫鎖，只有部分日志成功寫入了日志文件。
2.多線程使用讀寫鎖同步寫入文件
class Program
{
static int LogCount = 100;
static int WritedCount = 0;
static int FailedCount = 0;
static void Main(string[] args)
{
//迭代運(yùn)行寫入日志記錄
Parallel.For(0, LogCount, e =>
{
WriteLog();
});
Console.WriteLine(string.Format("\r\nLog Count:{0}.\t\tWrited Count:{1}.\tFailed Count:{2}.", LogCount.ToString(), WritedCount.ToString(), FailedCount.ToString()));
Console.Read();
}
//讀寫鎖，當(dāng)資源處于寫入模式時(shí)，其他線程寫入需要等待本次寫入結(jié)束之后才能繼續(xù)寫入
static ReaderWriterLockSlim LogWriteLock = new ReaderWriterLockSlim();
static void WriteLog()
{
try
{
//設(shè)置讀寫鎖為寫入模式獨(dú)占資源，其他寫入請求需要等待本次寫入結(jié)束之后才能繼續(xù)寫入
//注意：長時(shí)間持有讀線程鎖或?qū)懢€程鎖會使其他線程發(fā)生饑餓 (starve)。 為了得到最好的性能，需要考慮重新構(gòu)造應(yīng)用程序以將寫訪問的持續(xù)時(shí)間減少到最小。
// 從性能方面考慮，請求進(jìn)入寫入模式應(yīng)該緊跟文件操作之前，在此處進(jìn)入寫入模式僅是為了降低代碼復(fù)雜度
// 因進(jìn)入與退出寫入模式應(yīng)在同一個(gè)try finally語句塊內(nèi)，所以在請求進(jìn)入寫入模式之前不能觸發(fā)異常，否則釋放次數(shù)大于請求次數(shù)將會觸發(fā)異常
LogWriteLock.EnterWriteLock();
var logFilePath = "log.txt";
var now = DateTime.Now;
var logContent = string.Format("Tid: {0}{1} {2}.{3}\r\n", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString().PadRight(4), now.ToLongDateString(), now.ToLongTimeString(), now.Millisecond.ToString());
File.AppendAllText(logFilePath, logContent);
WritedCount++;
}
catch (Exception)
{
FailedCount++;
}
finally
{
//退出寫入模式，釋放資源占用
//注意：一次請求對應(yīng)一次釋放
// 若釋放次數(shù)大于請求次數(shù)將會觸發(fā)異常[寫入鎖定未經(jīng)保持即被釋放]
// 若請求處理完成后未釋放將會觸發(fā)異常[此模式不下允許以遞歸方式獲取寫入鎖定]
LogWriteLock.ExitWriteLock();
}
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
使用讀寫鎖，全部日志成功寫入了日志文件。
3.測試復(fù)雜多線程環(huán)境下使用讀寫鎖同步寫入文件
class Program
{
static int LogCount = 1000;
static int SumLogCount = 0;
static int WritedCount = 0;
static int FailedCount = 0;
static void Main(string[] args)
{
//往線程池里添加一個(gè)任務(wù)，迭代寫入N個(gè)日志
SumLogCount += LogCount;
ThreadPool.QueueUserWorkItem((obj) =>
{
Parallel.For(0, LogCount, e =>
{
WriteLog();
});
});
//在新的線程里，添加N個(gè)寫入日志的任務(wù)到線程池
SumLogCount += LogCount;
var thread1 = new Thread(() =>
{
Parallel.For(0, LogCount, e =>
{
ThreadPool.QueueUserWorkItem((subObj) =>
{
WriteLog();
});
});
});
thread1.IsBackground = false;
thread1.Start();
//添加N個(gè)寫入日志的任務(wù)到線程池
SumLogCount += LogCount;
Parallel.For(0, LogCount, e =>
{
ThreadPool.QueueUserWorkItem((obj) =>
{
WriteLog();
});
});
//在新的線程里，迭代寫入N個(gè)日志
SumLogCount += LogCount;
var thread2 = new Thread(() =>
{
Parallel.For(0, LogCount, e =>
{
WriteLog();
});
});
thread2.IsBackground = false;
thread2.Start();
//在當(dāng)前線程里，迭代寫入N個(gè)日志
SumLogCount += LogCount;
Parallel.For(0, LogCount, e =>
{
WriteLog();
});
Console.WriteLine("Main Thread Processed.\r\n");
while (true)
{
Console.WriteLine(string.Format("Sum Log Count:{0}.\t\tWrited Count:{1}.\tFailed Count:{2}.", SumLogCount.ToString(), WritedCount.ToString(), FailedCount.ToString()));
Console.ReadLine();
}
}
//讀寫鎖，當(dāng)資源處于寫入模式時(shí)，其他線程寫入需要等待本次寫入結(jié)束之后才能繼續(xù)寫入
static ReaderWriterLockSlim LogWriteLock = new ReaderWriterLockSlim();
static void WriteLog()
{
try
{
//設(shè)置讀寫鎖為寫入模式獨(dú)占資源，其他寫入請求需要等待本次寫入結(jié)束之后才能繼續(xù)寫入
//注意：長時(shí)間持有讀線程鎖或?qū)懢€程鎖會使其他線程發(fā)生饑餓 (starve)。 為了得到最好的性能，需要考慮重新構(gòu)造應(yīng)用程序以將寫訪問的持續(xù)時(shí)間減少到最小。
// 從性能方面考慮，請求進(jìn)入寫入模式應(yīng)該緊跟文件操作之前，在此處進(jìn)入寫入模式僅是為了降低代碼復(fù)雜度
// 因進(jìn)入與退出寫入模式應(yīng)在同一個(gè)try finally語句塊內(nèi)，所以在請求進(jìn)入寫入模式之前不能觸發(fā)異常，否則釋放次數(shù)大于請求次數(shù)將會觸發(fā)異常
LogWriteLock.EnterWriteLock();
var logFilePath = "log.txt";
var now = DateTime.Now;
var logContent = string.Format("Tid: {0}{1} {2}.{3}\r\n", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString().PadRight(4), now.ToLongDateString(), now.ToLongTimeString(), now.Millisecond.ToString());
File.AppendAllText(logFilePath, logContent);
WritedCount++;
}
catch (Exception)
{
FailedCount++;
}
finally
{
//退出寫入模式，釋放資源占用
//注意：一次請求對應(yīng)一次釋放
// 若釋放次數(shù)大于請求次數(shù)將會觸發(fā)異常[寫入鎖定未經(jīng)保持即被釋放]
// 若請求處理完成后未釋放將會觸發(fā)異常[此模式不下允許以遞歸方式獲取寫入鎖定]
LogWriteLock.ExitWriteLock();
}
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
部分日志文件內(nèi)容：
... Tid: 36 2016年12月11日 15:29:22.825 Tid: 29 2016年12月11日 15:29:22.830 Tid: 6 2016年12月11日 15:29:22.838 Tid: 26 2016年12月11日 15:29:22.845 Tid: 34 2016年12月11日 15:29:22.854 Tid: 24 2016年12月11日 15:29:22.863 Tid: 27 2016年12月11日 15:29:22.872 Tid: 14 2016年12月11日 15:29:22.877 Tid: 23 2016年12月11日 15:29:22.886 Tid: 20 2016年12月11日 15:29:22.892 Tid: 30 2016年12月11日 15:29:22.898 Tid: 9 2016年12月11日 15:29:22.904 Tid: 21 2016年12月11日 15:29:22.909 Tid: 22 2016年12月11日 15:29:22.915 Tid: 7 2016年12月11日 15:29:22.920 Tid: 3 2016年12月11日 15:29:22.925 Tid: 12 2016年12月11日 15:29:22.931 Tid: 5 2016年12月11日 15:29:22.937 Tid: 13 2016年12月11日 15:29:22.942 Tid: 11 2016年12月11日 15:29:22.947 Tid: 19 2016年12月11日 15:29:22.953 Tid: 37 2016年12月11日 15:29:22.958 Tid: 37 2016年12月11日 15:29:22.964 Tid: 40 2016年12月11日 15:29:22.970 Tid: 40 2016年12月11日 15:29:22.975 Tid: 40 2016年12月11日 15:29:22.980 Tid: 40 2016年12月11日 15:29:22.985 Tid: 40 2016年12月11日 15:29:22.991 Tid: 40 2016年12月11日 15:29:22.997 Tid: 31 2016年12月11日 15:29:23.3 Tid: 31 2016年12月11日 15:29:23.9 Tid: 31 2016年12月11日 15:29:23.14 Tid: 31 2016年12月11日 15:29:23.20 Tid: 31 2016年12月11日 15:29:23.27 Tid: 31 2016年12月11日 15:29:23.33 Tid: 31 2016年12月11日 15:29:23.38 Tid: 31 2016年12月11日 15:29:23.44 Tid: 31 2016年12月11日 15:29:23.49 Tid: 31 2016年12月11日 15:29:23.57 Tid: 31 2016年12月11日 15:29:23.63 Tid: 31 2016年12月11日 15:29:23.68 Tid: 31 2016年12月11日 15:29:23.74 Tid: 16 2016年12月11日 15:29:23.80 Tid: 16 2016年12月11日 15:29:23.86 Tid: 16 2016年12月11日 15:29:23.93 Tid: 16 2016年12月11日 15:29:23.99 Tid: 16 2016年12月11日 15:29:23.105 Tid: 16 2016年12月11日 15:29:23.110 Tid: 16 2016年12月11日 15:29:23.116 Tid: 38 2016年12月11日 15:29:23.122 Tid: 38 2016年12月11日 15:29:23.128 Tid: 28 2016年12月11日 15:29:23.134 Tid: 19 2016年12月11日 15:29:23.139 Tid: 25 2016年12月11日 15:29:23.146 Tid: 37 2016年12月11日 15:29:23.152 Tid: 39 2016年12月11日 15:29:23.158 Tid: 32 2016年12月11日 15:29:23.164 Tid: 33 2016年12月11日 15:29:23.170 Tid: 31 2016年12月11日 15:29:23.176 Tid: 35 2016年12月11日 15:29:23.182 Tid: 40 2016年12月11日 15:29:23.189 Tid: 15 2016年12月11日 15:29:23.194 Tid: 18 2016年12月11日 15:29:23.202 Tid: 17 2016年12月11日 15:29:23.208 Tid: 10 2016年12月11日 15:29:23.215 Tid: 16 2016年12月11日 15:29:23.221
復(fù)雜多線程環(huán)境下使用讀寫鎖，全部日志成功寫入了日志文件，由ThreadId和DateTime可以看出是由不同的線程同步寫入。
以上就是本文的全部內(nèi)容，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作能帶來一定的幫助，同時(shí)也希望多多支持腳本之家！
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