CSharp多线程之RaceCondition

1. 什么是 Race Condition

当多个线程在没有同步机制的情况下同时读写共享数据，就可能导致数据不一致。
典型场景：

int counter = 0;

void Increment()
{
    // 多个线程同时运行时，counter++ 不是原子操作
    counter++;
}

可能结果并不是预期的 counter == 线程数，而是小于，因为：

• counter++ 实际上分为三步：读取值 → 加 1 → 写回。

• 如果两个线程同时读到相同值，最后一个写入会覆盖前一个。

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2. 常见的解决方法

🔹 方法 1：lock（最常用）

private object _lockObj = new object();
int counter = 0;

void Increment()
{
    lock (_lockObj)
    {
        counter++;
    }
}

• lock 确保同一时间只有一个线程能进入代码块。

• 性能较好，适合大多数情况。

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🔹 方法 2：Interlocked（更轻量）

int counter = 0;

void Increment()
{
    Interlocked.Increment(ref counter);
}

• Interlocked 提供原子操作（Increment、Decrement、Add、CompareExchange）。

• 比 lock 更快，适合简单的数值操作。

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🔹 方法 3：Monitor（比 lock 更底层）

private object _lockObj = new object();
int counter = 0;

void Increment()
{
    Monitor.Enter(_lockObj);
    try
    {
        counter++;
    }
    finally
    {
        Monitor.Exit(_lockObj);
    }
}

• lock 其实就是 Monitor 的语法糖。

• 如果需要更复杂的控制（Wait/Pulse），可以直接用 Monitor。

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🔹 方法 4：ReaderWriterLockSlim（读多写少场景）

ReaderWriterLockSlim rwLock = new ReaderWriterLockSlim();
List<int> list = new List<int>();

void AddItem(int item)
{
    rwLock.EnterWriteLock();
    try
    {
        list.Add(item);
    }
    finally
    {
        rwLock.ExitWriteLock();
    }
}

int GetItem(int index)
{
    rwLock.EnterReadLock();
    try
    {
        return list[index];
    }
    finally
    {
        rwLock.ExitReadLock();
    }
}

• 多个线程可同时读，但写时必须独占。

• 比单纯的 lock 更高效（在读操作远多于写操作的情况下）。