Ясно, что проблемы здесь действительно есть. Каждый поток дает указание объекту Printer печатать числовые данные, и планировщик потоков запускает выполнение этих потоков в фоновом режиме. В результате получается несогласованный вывод. В этом случае мы должны программно организовать синхронизованный доступ к совместно используемым ресурсам. Нетрудно догадаться, что в пространстве имен System.Threading есть целый ряд типов, имеющих отношение к синхронизации. А язык программирования C# предлагает специальное ключевое слово, как раз для решения задач синхронизации совместного доступа к данным в многопоточных приложениях.
Замечание. Если у вас не получается сгенерировать непредвиденный вывод, увеличьте число потоков с 10 до 100 (например) или добавьте в свою программу вызов Thread.Sleep(). В конце концов вы все равно столкнетесь с проблемой конкурентного доступа
Первой из возможностей, которую вы можете применить в C# для синхронизации доступа к совместно используемым ресурсам, является использование ключевого слова lock. Это ключевое слово позволяет определить контекст операторов, которые должны синхронизироваться между потоками. В результате входящие потоки не смогут прервать текущий поток, пока он выполняет свою работу. Ключевое слово lock требует, чтобы вы указали
// Использование текущего объекта в качестве маркера потока.
lock(this) {
// Весь программный код в этом контексте оказывается
// устойчивым в отношении потоков.
}
При внимательном изучении метода PrintNumbers() становится ясно, что совместно используемым ресурсом, за доступ к которому соперничают потоки, является окно консоли. Поместите в рамки соответствующего контекста блокировки все операторы взаимодействии с типом Console так, как показано ниже.
public void PrintNumbers() {
lock (this) {
// Вывод информации Thread.
Console.WriteLine("-› {0} выполняет PrintNumbers()", Thread.CurrentThread.Name);
// Вывод чисел.
Console.Write("Ваши числа": ");
for (int i = 0; i ‹ 10; i++) {
Random r
Thread.Sleep(1000 * r.Next(5));
Console.Write(i + ", ");
}
Console.WriteLine();
}
}
Тем самым вы создадите метод, который позволит текущему потоку завершить выполнение своей задачи. Как только поток вступит в контекст блокировки, соответствующий маркер блокировки (в данном случае эта ссылка на текущий объект) станет недоступным другим потокам, пока блокировка не будет снята в результате выхода потока из контекста блокировки. Например, если маркер блокировки получает поток А, то другие потоки не смогут войти в контекст до тех пор, пока поток А не освободит маркер блокировки.
Замечание. Если пытаться блокировать программный код в статическом методе, вы, очевидно, не можете использовать ключевое слово this. Но в этом случае можно передать объект System.Type соответствующего класса с помощью оператора C# typeof.
Если снова выполнить это приложение, вы увидите, что теперь каждый поток получает возможность закончить свою работу (рис. 14.10).
Рис. 14.10. Конкуренция в действии, третья попытка
Исходный код. Проект MultiThreadedPrinting размещен в подкаталоге, соответствующем главе 14.
Оператор C# lock на самом деле является лишь ключевым словом, обозначающим использование типа класса System.Threading.Monitor. После обработки компилятором C# контекст блокировки превращается в следующее (вы можете убедиться в этом с помощью ildasm.exe).
public void PrintNumbers() {
Monitor.Enter(this);
try {
// Вызов информации Thread.
Console.WriteLine("-› {0} выполняет PrintNumbers()", Thread.CurrentThread.Name); // Вывод чисел.
Console.Write("Ваши числа: ");
for (int i = 0; i ‹ 10; i++) {
Random r = new Random();
Thread.Sleep(1000* r.Next(5));
Console.Write(i + ", ");
}
Console.WriteLine();
} finallу {
Monitor.Exit(this);
}
}
