只有多个线程之一来执行特定的代码路径答案

【问题标题】：only one of multiple threads to execute a particular code path只有多个线程之一来执行特定的代码路径
【发布时间】：2009-10-01 15:30:50
【问题描述】：

我有多个线程在大致相同的时间启动 --- 所有线程都执行相同的代码路径。每个线程都需要将记录写入数据库中的表。如果表不存在，则应创建它。显然，两个或更多线程可以看到该表丢失，并尝试创建它。

确保此特定代码块仅由一个线程执行一次的首选方法是什么。

当我在 .NET 2.0 上使用 C# 编写代码时，我认为该方法是框架/语言中立的。

【问题讨论】：

标签： c# .net multithreading

【解决方案1】：

这样的东西应该可以工作......

private object lockObject = new object();

private void CreateTableIfNotPresent()
{
    lock(lockObject)
    {
        // check for table presence and create it if necessary, 
        // all inside this block
    }
}

让您的线程调用调用CreateTableIfNotPresent 函数。 lock 块将确保没有线程能够同时执行块内的代码，因此当另一个线程正在创建表时，没有线程能够查看表不存在。

【讨论】：

lockObject 应该是公共静态的，以便可以跨线程共享。
@ebpower：根据线程的构造方式，您当然可能是正确的，但不一定是正确的。我会把这个决定留给实施者。
不是灵丹妙药。锁是一种解决方案，但通常是更基本问题的标志，即我要锁定什么？我是否锁定了变量、类，然后该锁定有什么影响？仅仅因为 C# 有一个 lock 关键字并不意味着我可以毫无顾忌地使用它来解决我所有的并发问题
@zebrabox：这看起来太夸张了。你能用lock 来解决你所有的并发问题吗？显然不是，或者像复数信号量和Mutex 类这样的项目不需要存在。对于这种性质的东西，lock 似乎非常适合。有一个单一的联系点（CreateTableIfNotPresent 函数），因此甚至不必担心必须确保您在其他地方lock 是正确的对象。说locks 是根本问题的标志是愚蠢的。

【解决方案2】：

这是Mutex 或Semaphore 的经典应用程序

互斥锁确保一段特定的代码（或几段代码）一次只能由一个线程运行。您可以很聪明，为每个表使用不同的互斥锁，或者一次将整个初始化块限制为一个线程。

一个信号量（或一组信号量）可以执行完全相同的功能。

大多数锁实现将在内部使用互斥锁，因此请查看您正在使用的语言或库中已有哪些锁代码。

@ebpower 说得对，在某些应用程序中，您实际上会更有效地捕获因多次尝试创建同一个表而导致的异常，尽管在您的示例中可能并非如此。

但是，还有许多其他的处理方式。例如，您可以使用单线程 ExecutorService（抱歉，我只能找到 Java 参考）负责创建工作线程发现丢失的任何表。如果它收到对同一张表的两个请求，它会简单地忽略后面的请求。

Memoizer 的变体（记住表引用，必要时先创建它们）在这种情况下也可以工作。这本书Java Concurrency In Practice 介绍了一个不错的Memoizer class 的实现，但这很容易通过有效的并发构建块移植到任何其他语言。

【讨论】：

Mutex 和 Semaphore 通常用于跨进程交互。对于所提出的问题，两者都是相当重量级的解决方案，而且 IMO 使用大锤来敲碎坚果

【解决方案3】：

这就是Semaphores 的用途。

【讨论】：

看起来一个监视器应该足以满足他的场景？
他问“不是特定语言”，否则我会指给他监控或互斥锁。几乎所有多线程语言都提供信号量。
准确地说，他说“我认为这种方法是框架/语言中立的。”这是一种意见陈述，而不是请求。

【解决方案4】：

您甚至可能不需要担心锁，因为您的数据库不应该让您创建多个同名的表。为什么不直接捕获适当的异常，如果两个线程尝试创建同一个表，一个获胜并继续，而另一个恢复并继续。

【讨论】：

【解决方案5】：

我会使用诸如 ManualResetEvent 之类的线程同步对象，尽管在我看来您愿意使用竞态条件，这可能意味着您有设计问题
一些帖子建议使用互斥锁 - 除非您的线程在不同的进程上运行，否则这是一种矫枉过正的做法。
其他人建议使用锁——这很好，但锁会导致数据上的过度悲观锁，这可能首先否定使用线程的好处。一个更根本的问题是你为什么要这样做？线程化对问题域有什么好处？并发能解决你的问题吗？

【讨论】：

【解决方案6】：

您可能想尝试使用静态构造函数来获取表的引用。

根据MSDN (.net 2.0)，静态构造函数用于初始化任何静态数据，或执行只需要执行一次的特定操作。

此外，CLR 自动保证静态构造函数每个 AppDomain 只执行一次，并且是线程安全的。

有关更多信息，请查看 Jeffrey Richter 撰写的 CLR 的第 8 章。

【讨论】：