C#'lock”语句在幕后是如何工作的？

深入探讨 lock 语句的内部机制

在处理非线程安全对象时，开发人员经常使用 lock 语句来保护代码执行。但是，当多个线程与这段受保护的代码交互时，底层究竟发生了什么？

深入探究：追踪 lock 语句的执行

在 C# 3.0 中，lock 语句转换为以下代码：

var temp = obj;
Monitor.Enter(temp);
try
{
    // 非线程安全代码
}
finally
{
    Monitor.Exit(temp);
}

在 C# 4.0 中，此过程进行了修改，生成的代码如下：

bool lockWasTaken = false;
var temp = obj;
try
{
    Monitor.Enter(temp, ref lockWasTaken);
    // 非线程安全代码
}
finally
{
    if (lockWasTaken)
    {
        Monitor.Exit(temp); 
    }
}

Monitor.Enter 的作用

Monitor.Enter 在 lock 语句的功能中扮演着至关重要的角色。MSDN 将其操作描述如下：

“使用 Enter 获取传递为参数的对象的 Monitor。如果另一个线程已经对该对象执行了 Enter 但尚未执行相应的 Exit，则当前线程将阻塞，直到另一个线程释放该对象。”

从本质上讲，Monitor.Enter 保证了对对象的独占访问。如果另一个线程试图获取相同的锁，它将被挂起，直到锁被释放。同一线程多次调用 Enter 不会导致阻塞，但需要相同数量的 Exit 调用来解锁对象并允许等待的线程恢复执行。

无限等待时间

值得注意的是，Monitor.Enter 将无限期地等待锁可用。与某些锁定机制不同，它不强制执行超时时间。

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