c# - 如何保护可能在多线程或异步环境中使用的资源？

Question

我正在开发供各种消费者使用的 C# API。此 API 提供对共享资源的访问(在我的例子中是进行串行通信的硬件)，通常会有几个不同的参与者试图同时使用它。

我遇到的问题是我的一些消费者会想在多线程环境中使用它——每个参与者独立工作并尝试使用该资源。一个简单的锁在这里工作得很好。但是我的一些消费者更喜欢使用异步等待和时间片资源。 (据我了解)这需要一个异步锁来将时间片返回给其他任务；锁定锁会停止整个线程。

而且我认为拥有串行锁充其量是性能不佳的，最坏的情况是潜在的竞争条件或死锁。

那么我如何才能在公共(public)代码库中为这两种潜在的并发使用保护这个共享资源呢？

Answer 1

您可以使用 SemaphoreSlim请求数为 1。 SemaphoreSlim 允许使用 WaitAsync 以 async 方式锁定和旧的同步方式:

await _semphore.WaitAsync()
try
{
    ... use shared resource.
}
finally
{
    _semphore.Release()
}

您还可以根据 Stephen Toub 的精彩帖子 Building Async Coordination Primitives, Part 6: AsyncLock 编写自己的 AsyncLock .我在我的应用程序中做到了这一点，并允许在同一构造上同时使用同步和异步锁。

用法:

// Async
using (await _asyncLock.LockAsync())
{
    ... use shared resource.
}

// Synchronous
using (_asyncLock.Lock())
{
    ... use shared resource.
}

实现:

class AsyncLock
{
    private readonly Task<IDisposable> _releaserTask;
    private readonly SemaphoreSlim _semaphore = new SemaphoreSlim(1, 1);
    private readonly IDisposable _releaser;

    public AsyncLock()
    {
        _releaser = new Releaser(_semaphore);
        _releaserTask = Task.FromResult(_releaser);
    }
    public IDisposable Lock()
    {
        _semaphore.Wait();
        return _releaser;
    }
    public Task<IDisposable> LockAsync()
    {
        var waitTask = _semaphore.WaitAsync();
        return waitTask.IsCompleted
            ? _releaserTask
            : waitTask.ContinueWith(
                (_, releaser) => (IDisposable) releaser,
                _releaser,
                CancellationToken.None,
                TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously,
                TaskScheduler.Default);
    }
    private class Releaser : IDisposable
    {
        private readonly SemaphoreSlim _semaphore;
        public Releaser(SemaphoreSlim semaphore)
        {
            _semaphore = semaphore;
        }
        public void Dispose()
        {
            _semaphore.Release();
        }
    }
}