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c# 线程安全是什么意思

幻夢星雲

幻夢星雲

发布时间:2026-01-16 10:39:52

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来源于php中文网

原创

线程安全指多线程调用结果与单线程一致,关键在共享资源访问设计;lock需谨慎使用私有锁对象并缩小范围;Interlocked适用于简单原子操作;优先选用Concurrent集合类;静态字段等共享数据默认不安全。

c# 线程安全是什么意思

线程安全,说白了就是:多个线程同时调用你的代码,结果和单线程跑出来一模一样,变量不会“算丢”、数据不会“写串”、状态不会“变错”。它不是某种开关或属性,而是你对共享资源访问方式的设计结果。

lock 是最常用也最容易出错的线程安全手段

很多人以为加个 lock 就万事大吉,其实关键在锁什么、锁多大范围、谁在用这个锁。

  • lock(this)lock(typeof(MyClass)) 是高危写法——外部代码也能锁住同一个对象,可能引发死锁或意外阻塞
  • 推荐用私有只读字段:private readonly object _lockObj = new object();,确保锁对象不被外界干扰
  • 锁的代码块越小越好,比如只包 _counter++,别把 Thread.Sleep(1000) 或网络请求也塞进去
  • 如果锁的是集合(如 List),那所有增删查改都得走同一把锁;漏掉一个 AddCount,立刻线程不安全

Interlocked 适合简单数值操作,性能碾压 lock

当你只做“加1”“取最大值”“原子替换”这类单指令操作时,Interlocked 是更优解——它靠 CPU 硬件指令保证原子性,不抢锁、不挂起线程。

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  • Interlocked.Increment(ref _count)lock(_lock) { _count++; } 快 3–5 倍(尤其高并发场景)
  • 它只支持 intlongIntPtr、引用类型等有限类型,不能用于复杂对象赋值或多步逻辑
  • Interlocked.CompareExchange 是实现无锁状态机的核心,比如“仅当当前是空闲态才切换为运行中”
private int _state; // 0=空闲, 1=运行中
public bool TryStart()
{
    return Interlocked.CompareExchange(ref _state, 1, 0) == 0;
}

别自己造轮子:优先用 ConcurrentDictionary 而不是 Dictionary + lock

.NET 提供的并发集合类(ConcurrentQueueConcurrentStackConcurrentDictionary)不是“加了锁的普通集合”,而是内部采用分段锁、无锁算法等优化设计,吞吐量更高、更可靠。

  • ConcurrentDictionary.TryAdd(key, value) 是原子的,不用额外加锁
  • 但注意:它的 Count 属性不是实时精确值(为性能牺牲一致性),需要精确计数请用 Interlocked 单独维护
  • 不要试图用 ConcurrentDictionary 替代业务逻辑锁——比如“扣库存”这种需校验+修改两步的操作,仍要自己加锁或用数据库事务

真正难的从来不是“怎么加锁”,而是判断“哪里需要加锁”。静态字段、单例实例、缓存字典、全局计数器……这些地方只要被多个线程读写,就默认不安全。而方法参数、局部变量、string 字面量本身天然线程安全——它们在线程上各自有一份,互不干扰。

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