對于稍微有點經(jīng)驗的.NET開發(fā)人員來說，倘若被問及如何保持線程同步，我想很多人都能說好好幾種。在眾多的線程同步的可選方式中，加鎖無疑是最為常用的。如果僅僅是基于方法級別的線程同步，使用System.Runtime.CompilerServices.MethodImplAttribute無疑是最為簡潔的一種方式。MethodImplAttribute可以用于instance method，也可以用于static method。當在某個方法上標注了MethodImplAttribute，并指定MethodImplOptions.Synchronized參數(shù)，可以確保在不同線程中運行的該方式以同步的方式運行。我們幾天來討論MethodImplAttribute（MethodImplOptions.Synchronized）和lock的關系。
一、提出結論
在進行討論之前，我先提出下面3個結論：
1、[MethodImplAttribute(MethodImplOptions.Synchronized)]仍然采用加鎖的機制實現(xiàn)線程的同步。
2、如果[MethodImplAttribute(MethodImplOptions.Synchronized)]被應用到instance method，相當于對當前實例加鎖。
3、如果[MethodImplAttribute(MethodImplOptions.Synchronized)]被應用到static method，相當于當前類型加鎖
二、基于instance method的線程同步
為了驗證我們上面提出的結論，我作了一個小小的例子。在一個console application中定義了一個class：SyncHelper，其中定義了一個方法Execute。打印出方法執(zhí)行的時間，并休眠當前線程模擬一個耗時的操作：
class SyncHelper
{
public void Execute()
{
Console.WriteLine("Excute at {0}", DateTime.Now);
Thread.Sleep(5000);
}
}
在入口Main方法中，創(chuàng)建SyncHelper對象，通過一個System.Threading.Timer對象實現(xiàn)每隔1s調用該對象的Execute方法：
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
SyncHelper helper = new SyncHelper();
Timer timer = new Timer(
delegate
{
helper.Execute();
}, null, 0, 1000);
Console.Read();
}
}
由于Timer對象采用異步的方式進行調用，所以雖然Execute方法的執(zhí)行時間是5s，但是該方法仍然是每隔1s被執(zhí)行一次。這一點從最終執(zhí)行的結果可以看出：
為了讓同一個SyncHelper對象的Execute方法同步執(zhí)行，我們在Execute方法上添加了如下一個MethodImplAttribute：
[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]
public void Execute()
{
Console.WriteLine("Excute at {0}", DateTime.Now);
Thread.Sleep(5000);
}
從如下的輸出結果我們可以看出Execute方法是以同步的方式執(zhí)行的，因為兩次執(zhí)行的間隔正式Execute方法執(zhí)行的時間：
在一開始我們提出的結論中，我們提到“如果[MethodImplAttribute(MethodImplOptions.Synchronized)]被應用到instance method，相當于對當前實例加鎖”。說得直白一點：[MethodImplAttribute(MethodImplOptions.Synchronized)] = lock(this)。我們可以通過下面的實驗驗證這一點。為此，在SyncHelper中定義了一個方法LockMyself。在此方法中對自身加鎖，并持續(xù)5s中，并答應加鎖和解鎖的時間。
public void LockMyself()
{
lock (this)
{
Console.WriteLine("Lock myself at {0}", DateTime.Now);
Thread.Sleep(5000);
Console.WriteLine("Unlock myself at {0}", DateTime.Now);
}
}
我們在Main（）中以異步的方式（通過創(chuàng)建新的線程的方式）調用該方法：
static void Main(string[] args)
{
SyncHelper helper = new SyncHelper();
Thread thread = new Thread(
delegate()
{
});
thread.Start();
Timer timer = new Timer(
delegate
{
helper.Execute();
}, null, 0, 1000);
Console.Read();
}
結合我們的第二個結論想想最終的輸出會是如何。由于LockMyself方法是在另一個線程中執(zhí)行，我們可以簡單講該方法的執(zhí)行和Execute的第一個次執(zhí)行看作是同時的。但是MethodImplAttribute(MethodImplOptions.Synchronized)]果真是通過lock(this)的方式實現(xiàn)的話，Execute必須在等待LockMyself方法執(zhí)行結束將對自身的鎖釋放后才能得以執(zhí)行。也就是說LockMyself和第一次Execute方法的執(zhí)行應該相差5s。而輸出的結果證實了這點：
三、基于static method的線程同步
討論完再instance method上添加MethodImplAttribute(MethodImplOptions.Synchronized)]的情況，我們相同的方式來討論倘若一樣的MethodImplAttribute被應用到static方法，又會使怎樣的結果。
我們先將Execute方法上的MethodImplAttribute注釋掉，并將其改為static方法：
//[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]
public static void Execute()
{
Console.WriteLine("Excute at {0}", DateTime.Now);
Thread.Sleep(5000);
}
在Main方法中，通過Timer調用該static方法：
static void Main(string[] args)
{
Timer timer = new Timer(
delegate
{
SyncHelper.Execute();
}, null, 0, 1000);
Console.Read();
}
毫無疑問，Execute方法將以1s的間隔異步地執(zhí)行，最終的輸出結果如下：
然后我們將對[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]的注釋取消：
[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]
public static void Execute()
{
Console.WriteLine("Excute at {0}", DateTime.Now);
Thread.Sleep(5000);
}
最終的輸出結果證實了Execute將會按照我們期望的那樣以同步的方式執(zhí)行，執(zhí)行的間隔正是方法執(zhí)行的時間：
我們回顧一下第三個結論：“如果[MethodImplAttribute(MethodImplOptions.Synchronized)]被應用到static method，相當于當前類型加鎖”。為了驗證這個結論，在SyncHelper中添加了一個新的static方法：LockType。該方法對SyncHelper tpye加鎖，并持續(xù)5s中，在加鎖和解鎖是打印出當前時間：
public static void LockType()
{
lock (typeof(SyncHelper))
{
Console.WriteLine("Lock SyncHelper type at {0}", DateTime.Now);
Thread.Sleep(5000);
Console.WriteLine("Unlock SyncHelper type at {0}", DateTime.Now);
}
}
在Main中，像驗證instance method一樣，創(chuàng)建新的線程執(zhí)行LockType方法：
static void Main(string[] args)
{
Thread thread = new Thread(
delegate()
{
SyncHelper.LockType();
});
thread.Start();
Timer timer = new Timer(
delegate
{
SyncHelper.Execute();
}, null, 0, 1000);
Console.Read();
}
如果基于static method的[MethodImplAttribute(MethodImplOptions.Synchronized)]是通過對Type進行加鎖實現(xiàn)。那么通過Timer輪詢的第一個Execute方法需要在LockType方法執(zhí)行完成將對SyncHelper type的鎖釋放后才能執(zhí)行。所以如果上述的結論成立，將會有下面的輸出：
四、總結
對于加鎖來說，鎖的粒度的選擇顯得至關重要。在不同的場景中需要選擇不同粒度的鎖。如果選擇錯誤往往會對性能造成很到的影響，嚴重時還會引起死鎖。就拿[MethodImplAttribute(MethodImplOptions.Synchronized)]來說，如果開發(fā)人員對它的實現(xiàn)機制不了解，很有可能使它lock(this)或者lock(typeof(…))并存，造成方法得不到及時地執(zhí)行。
最后說一句題外話，因為字符串駐留機制的存在，切忌對string進行加鎖。
