监视程序中的死锁及其他
每天回家路上總有一段比較長(zhǎng)的路一片漆黑無(wú)法看書(shū)。這種時(shí)候,如果我有興致則會(huì)用手機(jī)上上網(wǎng),但是大部分情況下還是用來(lái)想問(wèn)題的。剛才在路上想起今天的工作之一是讓一個(gè)類型中的所有方法對(duì)多線程“完全互斥”——我不知道如何為它命名,我的意思是一個(gè)類中任意兩個(gè)方法A或B,在A沒(méi)有退出前,另一個(gè)線程是無(wú)法訪問(wèn)B的(當(dāng)然也無(wú)法訪問(wèn)A)。最簡(jiǎn)單的方式應(yīng)該是把每個(gè)方法標(biāo)記為:
[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)] public void SomeMethod() { ... }但是這意味著每進(jìn)入一個(gè)方法,都會(huì)自動(dòng)lock(方法所在的類型),鎖定這樣一個(gè)公開(kāi)對(duì)象(甚至還是跨AppDomain的)自然不是一個(gè)好的做法。更好的做法是聲明一個(gè)私有變量,然后對(duì)它進(jìn)行l(wèi)ock。但是這意味著每個(gè)方法都需要用lock包含,我嫌麻煩,不知怎么又想嘗試著使用一個(gè)公用的Lock方法,并傳入一個(gè)Action對(duì)象,這樣lock語(yǔ)句就只出現(xiàn)一次了:
private object m_mutex = new object(); private void Lock(Action action) { lock (this.m_mutex) action(); }但是,這又意味著每個(gè)公開(kāi)方法內(nèi)部都要使用Lock方法,這和直接使用lock(this.m_mutex)又有什么區(qū)別呢?區(qū)別當(dāng)然是有的,硬要說(shuō)起來(lái),使用Lock方法意味著“如果某一天”我要把“互斥”這個(gè)條件去掉的話,我只要修改Lock方法一個(gè)就可以了——否則我需要修改所有的公開(kāi)方法。
當(dāng)然,我覺(jué)得就這點(diǎn)理論上的“優(yōu)勢(shì)”是不足以修改代碼的,那么我還是繼續(xù)使用MethodImplOptions.Synchronized方式吧。
經(jīng)過(guò)了上面這一圈沒(méi)有帶來(lái)多大價(jià)值的思考之后,我又回憶起今天園子首頁(yè)的一篇文章談到死鎖。死鎖很容易出現(xiàn),例如下面的代碼引發(fā)死鎖的概率幾乎是100%:
var mutexA = new object(); var mutexB = new object();ThreadPool.QueueUserWorkItem(_ => {lock (mutexA){Console.WriteLine("Mutex A acquired.");Thread.Sleep(1000);Console.WriteLine("Trying to acquire mutex B.");lock (mutexB){Console.WriteLine("Mutex B acquired.");}} });ThreadPool.QueueUserWorkItem(_ => {lock (mutexB){Console.WriteLine("Mutex B acquired.");Thread.Sleep(1000);Console.WriteLine("Trying to acquire mutex A.");lock (mutexA){Console.WriteLine("Mutex A acquired.");}} });這種情況下兩個(gè)內(nèi)層lock中的代碼都無(wú)法執(zhí)行,因?yàn)槊總€(gè)線程都在等待對(duì)方釋放才能繼續(xù)下去,這種mutex鎖定順序不一致的情況導(dǎo)致死鎖。那么概括下來(lái),什么情況下會(huì)出現(xiàn)死鎖呢?其實(shí)就是:“如果線程A正持有對(duì)象a而請(qǐng)求鎖定b,同時(shí)線程B持有b而請(qǐng)求鎖定c,同時(shí)線程C持有c而請(qǐng)求……鎖定a”,無(wú)論這個(gè)循環(huán)有多長(zhǎng),其中涉及到多少個(gè)線程,一旦出現(xiàn)這種循環(huán),則進(jìn)入死鎖。其實(shí)我想任何一本講操作系統(tǒng)的書(shū)都會(huì)談到到如何檢查死鎖——以及解開(kāi)死鎖。既然lock語(yǔ)句只能讓我們靜悄悄地等待下去,那么不如由我們自己提供一個(gè)實(shí)現(xiàn),避免發(fā)生死鎖的情況。例如:
public static class Lock {public static void With(object mutex, Action action) { ... } }于是原本使用lock的語(yǔ)句現(xiàn)在就可以變成:
//lock (mutex) //{ // ... //}Lock.With(mutex, () => {... });而在Lock.With方法中,我們除了調(diào)用Monitor.Enter/Exit方法來(lái)實(shí)現(xiàn)真正的鎖之外,還需要在Enter之前判斷這個(gè)mutex能否正確獲得。其實(shí)就是查看一點(diǎn):于此同時(shí)是否有另一個(gè)線程正持有當(dāng)前mutex對(duì)象,并且(經(jīng)過(guò)一個(gè)“鏈”)也在等待當(dāng)前線程正持有的其他mutex對(duì)象。如果出現(xiàn)了這樣的情況,則Lock.With不會(huì)調(diào)用Monitor.Enter,而是拋出異常。這樣做肯定是可行的,問(wèn)題的關(guān)鍵在于如何設(shè)計(jì)一個(gè)方便使用,性能優(yōu)越,并且線程安全的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
可惜,等我興沖沖地回到家,打開(kāi)電腦,在搜索引擎敲入“.NET Deadlock Detect”之后,卻找到了MSDN Magazine上的兩篇文章——原來(lái)又是別人的二手貨?!禔dvanced Techniques To Avoid And Detect Deadlocks In .NET Apps》中講述了檢查和打破死鎖的算法,而《Deadlock monitor》一文中甚至將我想要做的東西完全實(shí)現(xiàn)了出來(lái)。簡(jiǎn)單的說(shuō),這兒已經(jīng)沒(méi)我什么事情了。感興趣的朋友們可以閱讀這兩篇文章,提到了實(shí)踐中我考慮到和沒(méi)有考慮到的各種細(xì)節(jié)。仔細(xì)研究一遍,相信會(huì)有很大幫助的。
當(dāng)然,這種做法只適合在測(cè)試環(huán)境中“檢查”是否有可能出現(xiàn)死鎖情況,在實(shí)際情況下這種做法還是非常消耗性能的。不過(guò),我們可以在編譯產(chǎn)品環(huán)境的時(shí)候使用特別的編譯選項(xiàng),把用于檢查死鎖的代碼給短路掉,這自然就沒(méi)有任何問(wèn)題了。
轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/JeffreyZhao/archive/2009/09/10/dotnet-deadlock-detect.html
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的监视程序中的死锁及其他的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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