博客 (821)

1. 临界区与 lock 关键字

   核心作用：
   

   通过将多线程访问串行化，保护共享资源或代码段。lock 关键字是 Monitor 类的语法糖，提供异常安全的临界区实现。

   实现示例：

   // 创建私有静态只读对象
   // private static readonly object _lockObj = new object();
   private static readonly System.Threading.Lock _locker = new(); // .NET 9+ 推荐使用 Lock 类型，避免传统 object 的性能损耗
   
   public void ThreadSafeMethod()
   {
       lock (_lockObj) 
       {
           // 临界区代码（每次仅一个线程可进入）
       }
   }

   超时机制：

   高并发场景可结合 Monitor.TryEnter 设置超时，避免无限等待：

   
   

   if (Monitor.TryEnter(lockObject, TimeSpan.FromSeconds(1)))
   {
       try { /* 操作 */ }
       finally { Monitor.Exit(lockObject); }
   }

   关键特性：

   用户态锁（无内核切换开销）

   自动调用Monitor.Enter和Monitor.Exit

   必须使用专用私有对象作为锁标识

   注意事项：

   ❌ 避免锁定this、Type实例或字符串（易引发死锁）

   ❌ 避免嵌套锁（需严格按顺序释放）

   ✅ 推荐readonly修饰锁对象

   ❌ lock 不适用于 async/await，需使用 SemaphoreSlim 实现异步锁

   lock 示例

    

2. 互斥锁（Mutex）

   核心作用：

   系统级内核锁，支持跨进程同步，但性能开销较高（用户态/内核态切换）。

   实现示例：

   using var mutex = new Mutex(false, "Global\\MyAppMutex");
   
   try 
   {
       // 等待锁（最大等待时间500ms）
       if (mutex.WaitOne(500)) 
       {
           // 临界区代码
       }
   }
   finally 
   {
       if (mutex != null)
       {
           mutex.ReleaseMutex();
       }
   }

   关键特性：

   支持跨应用程序域同步

   线程终止时自动释放锁

   支持命名互斥体（系统全局可见）

   适用场景：

   单实例应用程序控制

   进程间共享文件访问

   硬件设备独占访问

   Mutex 示例

    

3. 信号量（Semaphore）

   核心作用：

   通过许可计数器控制并发线程数，SemaphoreSlim为轻量级版本（用户态实现）。

   实现对比：

   类型	跨进程	性能	最大许可数
   Semaphore	✔️	低	系统限制
   SemaphoreSlim	❌	高	Int32.Max

   代码示例：

   // 创建初始3许可、最大5许可的信号量
   var semaphore = new SemaphoreSlim(3, 5);
   
   semaphore.Wait();  // 获取许可
   try 
   {
       // 资源访问代码
   }
   finally 
   {
       semaphore.Release();
   }

   异步编程

   private readonly SemaphoreSlim _asyncLock = new(1, 1);
   public async Task UpdateAsync()
   {
       await _asyncLock.WaitAsync();
       try { /* 异步操作 */ }
       finally { _asyncLock.Release(); }
   }

   典型应用：

   数据库连接池（限制最大连接数）

   API 请求限流

   批量任务并发控制

   Semaphore 示例

    
   

4. 事件（Event）

   核心机制：

   通过信号机制实现线程间通知，分为两种类型：

   类型	信号重置方式	唤醒线程数
   AutoResetEvent	自动	单个
   ManualResetEvent	手动	所有

   使用示例：

   var autoEvent = new AutoResetEvent(false);
   
   // 等待线程
   Task.Run(() => 
   {
       autoEvent.WaitOne();
       // 收到信号后执行
   });
   
   // 信号发送线程
   autoEvent.Set();  // 唤醒一个等待线程

   高级用法：

   配合WaitHandle.WaitAll实现多事件等待

   使用ManualResetEventSlim提升性能

   AutoResetEvent 示例

    
   

5. 读写锁（ReaderWriterLockSlim）

   核心优势：

   实现读写分离的并发策略，适合读多写少场景（如缓存系统）。

   锁模式对比：

   模式	并发性	升级支持
   读模式(EnterReadLock)	多线程并发读	❌
   写模式(EnterWriteLock)	独占访问	❌
   可升级模式	单线程读→写	✔️

   代码示例：

   var rwLock = new ReaderWriterLockSlim();
   
   // 读操作
   rwLock.EnterReadLock();
   try 
   {
       // 只读访问
   }
   finally 
   {
       rwLock.ExitReadLock();
   }
   
   // 写操作
   rwLock.EnterWriteLock();
   try 
   {
       // 排他写入
   }
   finally 
   {
       rwLock.ExitWriteLock();
   }

   最佳实践：

   优先使用ReaderWriterLockSlim（旧版有死锁风险）

   避免长时间持有读锁（可能饿死写线程）

   ReaderWriterLockSlim 示例
   

6. 原子操作（Interlocked）

   原理：

   通过CPU指令实现无锁线程安全操作。

   常用方法：

   int counter = 0;
   Interlocked.Increment(ref counter);      // 原子递增
   Interlocked.Decrement(ref counter);      // 原子递减
   Interlocked.CompareExchange(ref value, newVal, oldVal);  // CAS操作

   适用场景：

   简单计数器

   标志位状态切换

   无锁数据结构实现

    

7. 自旋锁（SpinLock）

   核心特点：

   通过忙等待（busy-wait）避免上下文切换，适用极短临界区（<1微秒）。

   实现示例：

   private SpinLock _spinLock = new SpinLock();
   
   public void CriticalOperation()
   {
       bool lockTaken = false;
       try 
       {
           _spinLock.Enter(ref lockTaken);
           // 极短临界区代码
       }
       finally 
       {
           if (lockTaken) _spinLock.Exit();
       }
   }

   优化技巧：

   单核CPU需调用Thread.SpinWait或Thread.Yield

   配合SpinWait结构实现自适应等待

    

8. 同步机制对比指南

   机制	跨进程	开销级别	最佳适用场景
   lock	❌	低	通用临界区保护
   Mutex	✔️	高	进程间资源独占
   Semaphore	✔️	中	并发数限制（跨进程）
   SemaphoreSlim	❌	低	并发数限制（进程内）
   ReaderWriterLockSlim	❌	中	读多写少场景
   SpinLock	❌	极低	纳秒级临界区
   Interlocked	-	无锁	简单原子操作

选择原则：

1. 优先考虑用户态锁（lock/SpinLock/SemaphoreSlim）

2. 跨进程需求必须使用内核对象（Mutex/Semaphore）

3. 读写比例超过10:1时考虑读写锁

4. 自旋锁仅用于高频短操作（如链表指针修改）

通过以上结构化的分类和对比，开发者可以更精准地选择适合特定场景的线程同步方案。建议在实际使用中配合性能分析工具（如BenchmarkDotNet）进行量化验证。

💡 ASP.NET 的异步编程（async/await）本质是单进程内的线程调度，不算“跨进程”。每个 IIS 应用程序池对应一个独立的工作进程（w3wp.exe），不同用户访问同一应用程序池下的 ASP.NET 网站，两者的请求均由同一个 w3wp.exe 进程处理。可能跨进程的场景有：Web Garden 配置、多应用程序池部署等。

在 .NET Framework 的缓存管理中，cacheMemoryLimitMegabytes 是一个关键配置属性，用于控制内存缓存（MemoryCache）实例的最大内存占用。以下是其具体用法及实现细节：

1. 基本定义与作用

• 功能：通过 cacheMemoryLimitMegabytes 可设置 MemoryCache 实例允许占用的最大内存（单位：MB）。若缓存数据超过此限制，系统会自动淘汰旧条目。

• 默认值：默认值为 0，表示缓存基于计算机的物理内存自动管理（例如根据可用内存动态调整）。
  

2. 配置方式

• 通过配置文件（web.config）

  在 web.config 的 <system.runtime.caching> 节点下配置 namedCaches，示例：

  <configuration>
    <system.runtime.caching>
      <memoryCache>
        <namedCaches>
          <add 
            name="Default" 
            cacheMemoryLimitMegabytes="500" 
            physicalMemoryLimitPercentage="50" 
            pollingInterval="00:05:00" />
        </namedCaches>
      </memoryCache>
    </system.runtime.caching>
  </configuration>

  参数说明：
  

• cacheMemoryLimitMegabytes：最大内存限制（例如 500 表示 500MB）。

• physicalMemoryLimitPercentage：允许使用的物理内存百分比（可选）。

• pollingInterval：缓存清理策略的轮询间隔（例如每5分钟检查一次）。

• 通过代码动态配置

  在初始化 MemoryCache 时，通过 NameValueCollection 传递参数：

  var config = new NameValueCollection
  {
      { "cacheMemoryLimitMegabytes", "500" },
      { "physicalMemoryLimitPercentage", "50" },
      { "pollingInterval", "00:05:00" }
  };
  var cache = new MemoryCache("CustomCache", config);

  此方式适用于需要动态调整缓存策略的场景。

3. 注意事项

• 优先级规则：

  若同时配置了 cacheMemoryLimitMegabytes 和 physicalMemoryLimitPercentage，系统会选择两者中较小的值作为限制。
  

• 分布式缓存兼容性：

  此属性仅适用于进程内缓存（如 MemoryCache），若使用 Redis 等分布式缓存需通过其独立配置管理内存。
  

• 监控与调试：

  建议结合性能计数器（如 ASP.NET Applications 类别下的 Cache Total Entries）或日志记录模块（参考 web.config 的 <system.diagnostics> 配置）监控实际内存占用。
  

4. 应用场景示例

   场景：一个电商网站需要缓存商品目录数据，限制最大内存为 1GB。

   配置实现：

   <add 
     name="ProductCatalogCache" 
     cacheMemoryLimitMegabytes="1024" 
     pollingInterval="00:10:00" />

   代码调用：
   

   var productCatalog = MemoryCache.Default["ProductCatalog"];

5. 常见问题

1. Q：设置为 0 时缓存会无限制增长吗？

   A：不会。此时缓存基于系统物理内存动态管理，通常上限为总内存的 70%-90%。

2. Q：如何验证配置已生效？

   A：可通过 MemoryCache.GetCount() 统计条目数量，或使用性能监视器跟踪内存占用。
   

关键选择原则

• 兼容旧代码 → HttpUtility.UrlEncode 或 WebUtility.UrlEncode。

• 严格 URI 规范 → Uri.EscapeDataString 或 UrlEncoder。

• ASP.NET Core → UrlEncoder。

• 非 Web 或跨平台 → 弃用 System.Web，选择 System.Net 或 System.Text.Encodings.Web 中的方法。

设置缩放级别：

map.centerAndZoom(new T.LngLat(108.95, 34.27), 4); // 默认显示整个中国地图、省级边界线
map.setMinZoom(2); // 世界地图
map.setMaxZoom(8); // 区/县/市

1. 打开“任务计划程序”（taskschd.msc）

   

2. 点击右侧“创建任务”

   
   

3. 填写“名称”

   
   

4. “安全选项”根据实际情况设置

   如果选择“不管用户是否登录都要运行”，则启动成功后不会显示窗口（任务管理器中可见进程）

   如果选择“只在用户登录时运行”启动成功后会显示窗口，但系统重启后需要进入系统才能运行此计划

5. “触发器”新建，勾选“重复任务间隔”选最短，“持续时间”无限期，并取消“任务的执行时间超过此值则停止执行”

   
   

6. “操作”新建，启动程序，浏览程序或脚本

   
   

7. “设置”请勿启动新实例（只判断它启动的实例，不判断手动打开的或开机启动的实例），其它选项按需设置

   

8. 设置完成

   
   

打开 .csproj 项目文件，在 <PropertyGroup> 标签内添加：

<Version>
  1.0.$([System.Math]::Floor($([System.DateTime]::Now.Subtract($([System.DateTime]::Parse('2000-01-01T00:00:00Z'))).TotalDays))).$([MSBuild]::Divide($([System.Math]::Floor($([System.DateTime]::Now.TimeOfDay.TotalSeconds))), 2))
</Version>

最终生成的版本号示例： 1.0.9238.28518

其中，Major 与 Minor 是固定的，Build 是2000年1月1日至今的天数，Revision 是今天的秒数 / 2 所得的值。（为了防止数值超过 65535）

程序中获取版本号：

var version = Assembly.GetExecutingAssembly().GetName().Version!; // 当前类库
var version = Assembly.GetEntryAssembly()?.GetName().Version!; // 入口项目

从版本号获取发布时间：

DateTime versionTime = new DateTime(2000, 1, 1).AddDays(version.Build).AddSeconds(version.Revision * 2);

查看 .NET Framework 实现自动版本号的方法

1. 在解决方案资源管理器中找到 Properties/AssemblyInfo.cs 文件。该文件存放程序集版本信息。

2. 修改版本号格式

   将以下代码片段中的 AssemblyVersion 改为使用星号通配符（建议保留主版本和次版本号）：

   [assembly: AssemblyVersion("1.0.*")]  // 自动生成构建号和修订号
   // [assembly: AssemblyFileVersion("1.0.0.0")] // 注释或删除此行

3. 关闭确定性构建

   用文本编辑器打开 .csproj 项目文件，在 <PropertyGroup> 标签内添加：

   <Deterministic>false</Deterministic>

   此设置允许 MSBuild 生成动态版本号。

最终生成的版本号示例： 1.0.9238.28518

其中，Major 与 Minor 是固定的，Build 是2000年1月1日至今的天数，Revision 是今天的秒数 / 2 所得的值。（为了防止数值超过 65535）

程序中获取版本号：

var version = Assembly.GetExecutingAssembly().GetName().Version;

从版本号获取发布时间：

DateTime versionTime = new DateTime(2000, 1, 1).AddDays(version.Build).AddSeconds(version.Revision * 2);

查看 .NET Core / .NET 5+ 实现自动版本号的方法

通常，我们在更新一条数据库记录时，EF 先取出这一条记录：

var log = DbContext.MyTable.Find(id);

然后赋值字段并保存：

log.Result = "OK";
DbContext.SaveChanges();

这样就会产生两次数据库查询。

我们尝试用 Attach 方法。

先创建一个仅包含主键的对象：

var log  = new MyTable { Id = id };

将对象附加到上下文：

DbContext.MyTable.Attach(log);

然后更新需要更新的字段：

log.Result = "OK";
DbContext.SaveChanges();

这样，能在保留其它字段值的前提下，减少一次数据库查询。

但是需要注意的是：

当某非 null 字段需要恢复默认值时，EF 会忽略这个更改。（可能会因 EF 版本等原因有不同的结论）

举个例子：

某记录有个 int 型字段 a，在数据库中这个记录的 a 的值为 1，但 C# 中 int 型的默认值为 0，所以当 Attach 附加这个对象后，如果重新设置 log.a 为 0，那么保存后 a 的值仍为 1。

还有一种写法，利用 ExecuteUpdate 方法：

var affectedRows = DbContext.MyTable
  .Where(c => c.Id == id)
  .ExecuteUpdate(setters => setters
    .SetProperty(c => c.Result, "OK")
  );

返回匹配的行数。

这种写法不会遇到“恢复为默认值不生效”的问题，推荐使用。