C# 多线程中的常见问题

1. 资源竞争

当多个同时执行的线程需要同时对全局变量进行写读操作时，容易出现资源竞争的问题，导致运行结果出现多种情况。以下面的例子进行说明：.

private static CancellationTokenSource cs = new CancellationTokenSource();        private static int num = 5;        private static object obj = new object();
        static void Main(string[] args)        {            Console.WriteLine("Main Start....");            Task t1 = Task.Factory.StartNew(Test);            Task t2 = Task.Factory.StartNew(Test);            Task.WaitAll(new Task[] { t1, t2 });            cs.Dispose();            Console.WriteLine("Main end....");            Console.ReadLine();        }
        static void Test()        {            while (!cs.IsCancellationRequested)    //是否调用Cancel            {                Console.WriteLine("TaskId {0} Excute other code....num is {1}",Task.CurrentId,num);                if(num == 5){                    Thread.Sleep(50);        //为了方便观察，添加延时                    num++;                                        Console.WriteLine("TaskId {0} and Num is {1}", Task.CurrentId, num);                    if (!cs.IsCancellationRequested)                    {                        cs.Cancel();       //取消操作                    }                }            }        }

大多数情况，运行结果如下：

Main Start....
TaskId 1 Excute other code....num is 5
TaskId 2 Excute other code....num is 5
TaskId 2 and Num is 6
TaskId 1 and Num is 7
Main end....

任务1 首先运行至Thread.Sleep(50)，等待50ms，cpu开始调度任务2运行至Thread.Sleep(50)。接着任务1 运行num++, 并往控制台输出结果num=6，然后任务2运行num++, 并往控制台输出num=7。但有时也会出现下面这种结果：

Main Start....
TaskId 1 Excute other code....num is 5
TaskId 2 Excute other code....num is 5
TaskId 2 and Num is 7
TaskId 1 and Num is 7
Main end....

任务1 首先运行至Thread.Sleep(50)，等待50ms，cpu开始调度任务2运行至Thread.Sleep(50)。接着任务1 运行num++，cpu马上开始调度任务2运行num++，并往控制台输出num=7，最后调度任务1往控制台输出num=7。

解决方式：只需加上线程锁lock, 便只会出现第一种运行结果，如下：

static void Test()        {            while (!cs.IsCancellationRequested)    //是否调用Cancel            {                Console.WriteLine("TaskId {0} Excute other code....num is {1}",Task.CurrentId,num);                if(num == 5){                    Thread.Sleep(50);        //为了方便观察，添加延时                    lock (obj)               //只有一个线程可以操作                    {                        num++;                                            Console.WriteLine("TaskId {0} and Num is {1}", Task.CurrentId, num);                    }                    if (!cs.IsCancellationRequested)                    {                        cs.Cancel();       //取消操作                    }                }            }        }

2.线程死锁

至少有2个线程被挂起，等待对方解锁，线程将无限等待下去。

private static int num = 5;        private static object obj1 = new object();        private static object obj2 = new object();
        static void Main(string[] args)        {            Console.WriteLine("Main Start....");            Parallel.Invoke(LockTest1, LockTest2);            Console.WriteLine("Main end....");            Console.ReadLine();        }
        static void LockTest1()        {            lock(obj1){                lock(obj2){                    Console.WriteLine("LockTest1 is running");                }            }        }
        static void LockTest2()        {            lock (obj2)            {                lock (obj1)                {                    Console.WriteLine("LockTest2 is running");                }            }        }

运行结果：

Main Start....
LockTest1 is running
LockTest2 is running
Main end....

看似正常，但这段程序在极少数的情况下，会出现死锁。例如CPU先运行LockTest1()中lock(obj1), 马上又运行LockTest2()中lock(obj2)，这时LockTest1()会等待obj2 解锁，而LockTest2()会等待obj1解锁，形成死锁。

解决方式：在设计程序时，考虑好锁定的顺序，或者定义锁定超时。

董川民