技术标签: c# .Net mutex 异步编程 wpf 互斥锁
C#对异步的支持越来越成熟,async、await简化了代码也提高了可读性,但由于在一段上下文中有了异步操作,意味着这段操作可能会被同时重复调用,如果本身没有被设计可以重复调用的情况下,就很可能会出问题。
异步互斥锁的作用是用于确保存在异步操作的上下文同步互斥。可以参考flutter的插件mutex功能与本文基本一样。
有创建和销毁两个方法,两个方法中都有异步操作,两个方法可以单独调用,但不可以同时调用。
单线程中连续调用创建和销毁(不在同一个上下文无法用await),如果没有互斥限制有可能出现如下的操作:
创建开始->创建异步操作->消息队列->销毁开始->销毁异步操作->消息队列->销毁完成->消息队列->创建完成
加入异步互斥锁之后
加锁->创建开始->创建完成->解锁
加锁等待->销毁开始->销毁完成->解锁
由于操作都是在单线程我们直接用标识+队列就可以实现一个互斥锁。
bool _lock = false;
_lock=true;
_lock=false;
通过TaskCompletionSource可以实现异步通知
var tcs = new TaskCompletionSource();
return tcs.Task;
tcs.SetResult();
用一个队列来记录等待加锁的请求。
Queue<TaskCompletionSource> _queue = new Queue<TaskCompletionSource>();
_queue.Enqueue(tcs);
_queue.Dequeue().SetResult();
/// <summary>
/// 异步锁,非线程锁,只能用于单线程异步环境中。
/// </summary>
class AsyncMutex
{
Queue<TaskCompletionSource> _queue = new Queue<TaskCompletionSource>();
bool _lock = false;
/// <summary>
/// 获取锁
/// </summary>
/// <returns>返回Task,await后即进入了锁</returns>
public Task Acquire()
{
if (_lock)
{
var tcs = new TaskCompletionSource();
_queue.Enqueue(tcs);
return tcs.Task;
}
_lock = true;
return Task.CompletedTask;
}
/// <summary>
/// 尝试获取锁
/// 因为是单线程环境,重复调用需要切换上下文,否则是无法成功的。
/// 比如可以await Task.Delay(30);
/// </summary>
/// <returns>是否成功</returns>
public bool TryAcquire()
{
if (_lock) return false;
return _lock = true;
}
/// <summary>
/// 释放锁
/// </summary>
public void Release()
{
if (_queue.Count > 0)
{
_queue.Dequeue().SetResult();
}
else
{
_lock = false;
}
}
}
直接加锁
AsyncMutex _mtx = new AsyncMutex();
async void test()
{
await _mtx.Acquire();
//custom code
_mtx.Release();
}
加锁成功才执行操作
AsyncMutex _mtx = new AsyncMutex();
void test()
{
if (_mtx.TryAcquire())
{
//custom code
_mtx.Release();
}
}
超时等待
AsyncMutex _mtx = new AsyncMutex();
async void test()
{
//超时等待300ms
bool isLock = false;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
if (isLock = _mtx.TryAcquire()) break;
await Task.Delay(30);
}
if (isLock)
{
//custom code
_mtx.Release();
}
}
async void test(int num)
{
Console.WriteLine("enter " + num);
//模拟异步操作
await Task.Delay(10);
Console.WriteLine("exit " + num);
}
//.net 6.0
test(1);
test(2);
test(3);
可能出现的组合,效果预览
AsyncMutex _mtx = new AsyncMutex();
async void test(int num)
{
await _mtx.Acquire();
Console.WriteLine("enter " + num);
//模拟异步操作
await Task.Delay(10);
Console.WriteLine("exit " + num);
_mtx.Release();
}
//.net 6.0
test(1);
test(2);
test(3);
效果预览
以上就是今天要讲的内容,本文简单的实现了单线程的异步互斥锁,实现起来相对简单,但作用还是比较大的。虽然说有些情况的异步是可以在前期设计上避免同时调用,比如登录按钮点击后出现蒙板不允许再次点击,但是对于已存在的代码出现了同时调用问题,此时有互斥锁则可以避免大范围改动代码,有效解决问题。
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