当锁定一个变量时，是否需要在所有地方都对其进行锁定？

Question

我想知道当多个线程同时访问一个变量时，每次访问都必须加锁吗？例如，我有一个列表变量，并希望在删除其中一项时不能访问该列表。即使是只访问数据的线程，也必须加锁吗？或者只需要在“删除项目”线程中加锁就足够了。我的担忧是，如果一个线程在处理列表时停在中间，转到另一个从列表中删除并锁定变量的线程，会出现错误。

- Alex

Answer 1

你的浴室门上没有锁，而是有一个双面标志，一面写着“占用”，另一面写着“未占用”。 当有人接近浴室时，如果标志被标记为“占用”，他们就等待直到标志标记为“未占用”。 如果标志被标记为“未占用”，他们将标志设置为“占用”并进入。 离开时，他们将标志设置回“未占用”。

（还必须存在一些协商机制来处理有两个或更多人等待的情况 - 谁先进去？而且，当两个人同时接近一个未占用的浴室时会发生什么 - 谁赢了？但我们将忽略这些细节；它们与类比不相关。）

这种方案完全可行。 你的问题是“如果有人忽略标志，或者忘记改变它，我会遇到两个人同时在浴室的情况吗？”

显然可以。如果你不相信我，那么我鼓励你尝试一下，看看当有人忽略协议时会发生什么。只有每个人都遵循协议，资源访问协议才能保护对该资源的访问！

- Eric Lippert

Answer 2

如果你希望保持集合的一致状态（或任何其他使用锁保护的对象），你必须在读和写操作时进行加锁。

有一些“例外情况”，例如使用ReaderWriterSlimLock，你仍然需要获取写锁，但可以有效地执行多线程读取：

使用ReaderWriterLockSlim来保护一个被多个线程读取并被单个线程写入的资源。ReaderWriterLockSlim允许多个线程处于读模式，允许一个线程处于写模式并独占锁，允许一个具有读访问权限的线程处于可升级读模式，从而该线程可以升级到写模式而无需放弃其对资源的读访问权限。

- Mitch Wheat

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即使在获取共享变量的访问权限时（一种锁定方式），这种情况下可能与其他读者共享，但归根结底，无论何时涉及到影响共享资源的所有操作，都需要请求访问权限，否则可能会遇到多线程问题。 - David Rodríguez - dribeas

问题在于我的解决方案分散在很多文件中...我想我只能将此锁传递给它们所有的文件。 - Alex

你的回答完全没有问题，但我想向OP指出，在这种情况下，ReaderWriterLockSlim 可能比普通的 lock 更慢。RWLS 的开销约为 lock 的 5 倍，因此读者的数量必须显着超过写入者，并且保持足够长的时间才能超过额外开销的盈亏平衡点。这是一个好建议，值得尝试，但如果最终不起作用，请不要感到惊讶。 - Brian Gideon

在这种情况下，考虑将锁和列表封装在一个组合类中，并进行适当的操作。 - Sjoerd

Answer 3

我已经问过自己这个问题几次，并意识到一旦出现这个问题，同步协议很可能被破坏。在良好的同步纪律中，甚至不会出现进行不受保护访问的欲望。

我所能想到的唯一例外是，您拥有由锁保护的某种计数器，并且您只想为统计/信息目的检查它。如果您只对此感兴趣，并且您知道对该计数器变量的读/写在您特定的平台和内存模型上是原子的（并且将来此特定软件即使在任何未来平台上运行时也是如此），则可以随意访问计数器而不使用锁定。第二个前提条件本来就很难满足，所以您不应该这样做。

- Ringding

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这个其他问题中有更多的信息：https://dev59.com/BEjSa4cB1Zd3GeqPCAgq - Ringding

Answer 4

在对象上使用lock并不会真正锁定该对象。实际上，锁对象只是一种令牌，因此您可以锁定任何对象，只要所有线程都同意对共享状态的读写使用相同的锁定对象。约定是使用一个私有的只读Object实例，并在其上进行锁定。

- Brian Rasmussen