锁定属性答案

【问题标题】：Locks in properties锁定属性
【发布时间】：2012-09-24 21:56:10
【问题描述】：

我想知道在属性中正确使用锁。我正在编写一个多线程服务器应用程序，其中吞吐量非常重要。如果我有这样声明的属性：

    private DataPoint a;
    private object aLock = new object();

最保守的锁似乎如下（称之为方法1）。但是，在这种情况下，在第一次调用之后的每次调用，都会产生锁开销：

    public DataPoint A
    {
        get
        {
            lock (aLock)
            {
                if (a == null)
                {
                    a = new DataPoint();
                }

                return a;
            }
        }
    }

或者，我应该将锁移动到设置“a”的行（称为方法 2）。在这种情况下，“a”可能会被设置多次（这没关系），但一旦设置，就没有锁的开销。

    public DataPoint A
    {
        get
        {
            if (a == null)
            {
                lock(aLock)
                {
                    a = new DataPoint();
                }
            }

            return a;
        }
    }

锁定对属性的并发访问的推荐方法是什么？是方法一、方法二还是以上都不是？

谢谢。

【问题讨论】：

第二个例子中的lock 完全没有意义（没有双关语），但是你是否应该锁定（而不是仅仅拥有一个合理的初始化值）是一个不同的问题。
为什么不在类构造函数中初始化你的DataPoint？
第二个例子可能是一个有效的场景，这取决于 DataPoint 的构造函数中发生了什么。出于说明目的，我不应该使用“new DataPoint()”，而是使用类似 DataPoint.Create("A")...
您正在开发服务器并且您有锁？祝你好运。
第二种情况确实有效。如果它已经被初始化，你可能不想锁定它。但是，在 lock(aLock) 之后，您应该（再次）检查 a 是否为空，否则如果在 a 未初始化时执行了对 getter 的两个并发调用，您可能最终会初始化多次。

标签： c# .net multithreading concurrency clr

【解决方案1】：

在 .NET 4 中，您可以使用 System.Lazy<T> 类型为您解决这些问题：

class MyClass
{
    private readonly Lazy<DataPoint> lazy =
        new Lazy<Singleton>(() => new DataPoint());

    public DataPoint Instance { get { return lazy.Value; } }
}

感谢Jon Skeet

【讨论】：

请注意，在这种特殊情况下，一个简单的静态只读字段将具有相同的效果。
@Sebastian - 您将何时以及如何初始化该字段？
正如 Jon Skeet 在与第 4 项（或第 5 项）相同的文章中指出的那样，如果您提供静态构造函数，则会在第一个类访问时初始化静态字段。
@Sebastian 我明白了。但是，自从您发表评论以来，我已将帖子更改为与 OP 的代码更相似，现在没有什么是静态的...

【解决方案2】：

在您的锁定示例中，您这样做是为了初始化一个值。假设 null 条件意味着需要初始化该值，您应该在 之前和 之前检查它，并在获得锁之后：

if(a == null)
{
  lock(aLock)
  {
    if(a == null)
      a = new DataPoint();
  }
}

这样做的原因是，当一个线程正在等待锁时，它在获得锁后将要执行的工作有可能已经由另一个线程完成。所以当线程获得锁时，它应该检查是否还需要完成工作。

【讨论】：

有些人认为双重检查锁定是一种反模式en.wikipedia.org/wiki/Double-checked_locking
其实在ECMA CLI内存模型下甚至可能会被破坏：csharpindepth.com/Articles/General/Singleton.aspx（第三版）
在 Java 内存模型下，这肯定会被破坏，除非引用是 volatile 或 DataPoint 是原子构造的——对于 Java，这意味着所有字段都是最终的。

【解决方案3】：

您应该在锁定之前检查 null。如果为空，则锁定，并再次检查是否为空。如果它仍然为空，请启动您的 DataPoint 并首先将其分配给一个临时变量。完成后，将其分配给您的成员并返回。

private DataPoint _dataPoint;

public DataPoint A
{
    get
    {
        if(_dataPoint != null)
            return _dataPoint;

        lock (aLock)
        {
            if (_dataPoint == null)
            {
                var dataPoint = new DataPoint();
                // do more stuff with dataPoint
                _dataPoint = dataPoint;
            }

            return _dataPoint;
        }
    }
}

【讨论】：