C#'lock”语句在内部如何工作，它对性能有何影响？

理解 C# lock 语句

C# 中的 lock 语句是管理多线程应用程序中共享资源并发访问的重要工具。 它确保在任何给定时间只有一个线程可以执行代码的关键部分，从而防止竞争条件和数据损坏。

lock 语句的内部实现

编译器对 lock 语句的处理在各个 C# 版本中不断发展。 在 C# 3.0 中，lock 语句被翻译为 Monitor.Enter 和 Monitor.Exit 调用，包装在 try...finally 块中，以保证即使在出现异常时也能释放锁。

C# 4.0 及更高版本通过引入 lockWasTaken 标志改进了这种方法，通过避免未获取锁时不必要的 Monitor.Exit 调用来提高效率。

详细细分：

• Monitor.Enter: 此方法尝试获取给定对象的监视器锁。如果该锁已被另一个线程持有，则当前线程将阻塞，直到该锁变得可用。 至关重要的是，Monitor.Enter 无限期地阻塞；它缺乏超时机制。

• 性能注意事项： 使用 lock 语句会引入同步开销，从而影响性能。 这种影响的严重程度取决于锁争用的频率。 对频繁使用的资源的频繁争用可能会导致性能大幅下降。

• 线程排队：当多个线程竞争同一个锁时，它们就会排队。 第一个获取锁的线程执行受保护的代码；其他人等待轮到他们。

• 缺少超时： lock 语句的一个重要限制是缺乏内置超时机制。 阻塞的线程将无限期地等待，可能导致死锁或严重阻碍应用程序的响应能力。 在需要受控等待时间的情况下，可能需要替代方法，例如使用带有超时的 Monitor.TryEnter。

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