多线程编程解决了吞吐量和响应性问题，但引入此功能会带来新的问题：死锁和争用条件。

死锁

If Monitor.TryEnter(Me, 300) Then
    Try
        ' Place code protected by the Monitor here.
    Finally
        Monitor.Exit(Me)
    End Try
Else
    ' Code to execute if the attempt times out.
End If

if (Monitor.TryEnter(this, 300)) {
    try {
        // Place code protected by the Monitor here.
    }
    finally {
        Monitor.Exit(this);
    }
}
else {
    // Code to execute if the attempt times out.
}

争用条件

多线程编程技术能够解决单处理器计算机和多处理器计算机的诸多问题，单处理器计算机大多用来运行最终用户软件，多处理器计算机通常用作服务器。

单处理器计算机

多处理器计算机

在类的类构造函数（C# 中的 static 构造函数、Visual Basic 中的 Shared Sub New）完成运行之前，该类不会初始化。为防止对未初始化的类型执行代码，在类构造函数完成运行之前，公共语言运行库会禁止从其他线程到类的 static 成员（Visual Basic 中的 Shared 成员）的所有调用。

例如，如果某个类构造函数启动了一个新线程，并且该线程过程调用了该类的 static 成员，则在该类构造函数完成之前，会一直禁止新线程。

以上情况适用于可拥有 static 构造函数的任意类型。

使用多线程时要考虑以下准则：

• 不要使用 Thread..::.Abort 终止其他线程。对另一个线程调用 Abort 无异于引发该线程的异常，也不知道该线程已处理到哪个位置。

• 不要使用 Thread..::.Suspend 和 Thread..::.Resume 同步多个线程的活动。请使用 Mutex、ManualResetEvent、AutoResetEvent 和 Monitor。

• 不要从主程序中控制辅助线程的执行（如使用事件），而应在设计程序时让辅助线程负责等待任务，执行任务，并在完成时通知程序的其他部分。如果辅助线程不阻止，请考虑使用线程池线程。Monitor..::.PulseAll 在辅助线程阻止的情况下很有用。

• 不要将类型用作锁定对象。例如，避免在 C# 中使用 lock(typeof(X)) 代码，或在 Visual Basic 中使用 SyncLock(GetType(X)) 代码，或将 Monitor..::.Enter 和 Type 对象一起使用。对于给定类型，每个应用程序域只有一个 System..::.Type 实例。如果您锁定的对象的类型是 public，您的代码之外的代码也可锁定它，但会导致死锁。有关其他信息，请参见可靠性最佳做法。

• 锁定实例时要谨慎，例如，C# 中的 lock(this) 或 Visual Basic 中的 SyncLock(Me)。如果您的应用程序中不属于该类型的其他代码锁定了该对象，则会发生死锁。

• 一定要确保已进入监视器的线程始终离开该监视器，即使当线程在监视器中时发生异常也是如此。C# 的 lock 语句和 Visual Basic 的 SyncLock 语句可自动提供此行为，它们用一个 finally 块来确保调用 Monitor..::.Exit。如果无法确保调用 Exit，请考虑将您的设计更改为使用 Mutex。Mutex 在当前拥有它的线程终止后会自动释放。

• 一定要针对那些需要不同资源的任务使用多线程，避免向单个资源指定多个线程。例如，任何涉及 I/O 的任务都会从其拥有其自己的线程这一点得到好处，因为此线程在 I/O 操作期间将阻止，从而允许其他线程执行。用户输入是另一种可从专用线程获益的资源。在单处理器计算机上，涉及大量计算的任务可与用户输入和涉及 I/O 的任务并存，但多个计算量大的任务将相互竞争。

• 对于简单的状态更改，请考虑使用 Interlocked 类的方法，而不是 lock 语句（在 Visual Basic 中为 SyncLock）。lock 语句是一个优秀的通用工具，但是 Interlocked 类为必须是原子性的更新提供了更好的性能。如果没有争夺，它会在内部执行一个锁定前缀。在查看代码时，请注意类似于以下示例所示的代码。在第一个示例中，状态变量是递增的：

  Visual Basic

  SyncLock lockObject
      myField += 1
  End SyncLock
  

  C#

  lock(lockObject) 
  {
      myField++;
  }
  

  可以使用 Increment 方法代替 lock 语句，从而提高性能，如下所示：

  Visual Basic

  System.Threading.Interlocked.Increment(myField)
  

  C#

  System.Threading.Interlocked.Increment(myField);
  

  说明：
  在 .NET Framework 2.0 版中，Add 方法提供增量大于 1 的原子更新。

  在第二个示例中，仅当引用类型变量为 null 引用（在 Visual Basic 中为 Nothing）时，它才会被更新。

  Visual Basic

  If x Is Nothing Then
      SyncLock lockObject
          If x Is Nothing Then
              x = y
          End If
      End SyncLock
  End If
  

  C#

  if (x == null)
  {
      lock (lockObject)
      {
          if (x == null)
          {
              x = y;
          }
      }
  }
  

  改用 CompareExchange 方法可以提高性能，如下所示：

  Visual Basic

  System.Threading.Interlocked.CompareExchange(x, y, Nothing)
  

  C#

  System.Threading.Interlocked.CompareExchange(ref x, y, null);
  

  说明：
  在 .NET Framework 2.0 版中，CompareExchange 方法具有一个泛型重载，可用于对任何引用类型进行类型安全的替换。

在为多线程编程设计类库时，请考虑以下准则：

• 如果可能，请避免同步需求。对于大量使用的代码更应如此。例如，可以将一个算法调整为容忍争用情况，而不是完全消除争用情况。不必要的同步会降低性能，并且可能导致出现死锁和争用情况。

• 默认情况下使静态数据（在 Visual Basic 中为 Shared）是线程安全的。

• 默认情况下不要使实例数据是线程安全的。通过添加锁来创建线程安全的代码的做法会降低性能、加剧锁争夺，并且可能导致出现死锁。在常见的应用程序模型中，某一时刻只有一个线程执行用户代码，这样可以使对线程安全的需求变为最小。出于此原因，.NET Framework 类库默认情况下不是线程安全的。

• 避免提供可更改静态状态的静态方法。在常见的服务器方案中，静态状态在各个请求之间是共享的，这意味着多个线程可在同一时刻执行该代码。这样就有可能出现线程错误。请考虑使用一种设计模式，将数据封装到在各请求之间不共享的实例中。此外，如果同步静态数据，更改状态的静态方法间的调用可导致死锁或冗余同步，从而降低性能。

概念

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