C#パラレルプログラミングの反発ロックの使用

基本的な使用
パラレルプログラミングでは、臨界領域へのアクセスはよく発生する問題であり、ロックを追加し、ロックを解放することはよく使用される解決策である.例:

lock(_OneObject)
{
    Do something with _OneObject ...
}

ロックは、System.Threading.Monitor.Enterメソッドを呼び出し、System.Threading.Monitor.Exitによって解放します.上のコードは

bool lockToken = false;
try
{
    Monitor.Enter(_OneObject, ref lockToken);
    Do something with _OneObject ...
}
finally
{
    if (lockToken)
        Monitor.Exit(_OneObject);
}

比較するとlockコードの使用は簡潔で、Monito.Exit()の解放の問題を心配する必要はありませんが、Monitorはより豊富なロック制御インタフェースを提供しています.実際の状況に応じて選択して使用することができます.
コードの例:

using System;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace Sample5_2_monitor_lock
{
    class Program
    {
        private static int _TaskNum = 3;
        private static Task[] _Tasks;
        private static StringBuilder _StrBlder;
        private const int RUN_LOOP = 50;

        private static void Work1(int TaskID)
        {
            int i = 0;
            string log = "";
            bool lockToken = false;
            while (i < RUN_LOOP)
            {
                log = String.Format("Time: {0} Task : #{1} Value: {2} =====
",
                                  DateTime.Now.TimeOfDay, TaskID, i);
                i++;
                try
                {
                    lockToken = false;
                    Monitor.Enter(_StrBlder, ref lockToken);
                    _StrBlder.Append(log);
                }
                finally 
                {
                    if (lockToken)
                        Monitor.Exit(_StrBlder);
                }
            }
        }

        private static void Work2(int TaskID)
        {
            int i = 0;
            string log = "";
            bool lockToken = false;

            while (i < RUN_LOOP)
            {
                log = String.Format("Time: {0} Task : #{1} Value: {2} *****
",
                                  DateTime.Now.TimeOfDay, TaskID, i);
                i++;
                try
                {
                    lockToken = false;
                    Monitor.Enter(_StrBlder, ref lockToken);
                    _StrBlder.Append(log);
                }
                finally
                {
                    if (lockToken)
                        Monitor.Exit(_StrBlder);
                }
            }
        }

        private static void Work3(int TaskID)
        {
            int i = 0;
            string log = "";
            bool lockToken = false;

            while (i < RUN_LOOP)
            {
                log = String.Format("Time: {0} Task : #{1} Value: {2} ~~~~~
",
                                  DateTime.Now.TimeOfDay, TaskID, i);
                i++;
                try
                {
                    lockToken = false;
                    Monitor.Enter(_StrBlder, ref lockToken);
                    _StrBlder.Append(log);
                }
                finally
                {
                    if (lockToken)
                        Monitor.Exit(_StrBlder);
                }
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            _Tasks = new Task[_TaskNum];
            _StrBlder = new StringBuilder();

            _Tasks[0] = Task.Factory.StartNew((num) =>
                {
                    var taskid = (int)num;
                    Work1(taskid);
                }, 0);

            _Tasks[1] = Task.Factory.StartNew((num) =>
            {
                var taskid = (int)num;
                Work2(taskid);
            }, 1);

            _Tasks[2] = Task.Factory.StartNew((num) =>
            {
                var taskid = (int)num;
                Work3(taskid);
            }, 2);

            var finalTask = Task.Factory.ContinueWhenAll(_Tasks, (tasks) =>
            {
                Task.WaitAll(_Tasks);
                Console.WriteLine("==========================================================");
                Console.WriteLine("All Phase is completed");
                Console.WriteLine("==========================================================");
                Console.WriteLine(_StrBlder);
            });

            try
            {
                finalTask.Wait();
            }
            catch (AggregateException aex)
            {
                Console.WriteLine("Task failed And Canceled" + aex.ToString());
            }
            finally
            {
            }
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

テストの結果はもちろん私たちの予想通りで、とても完璧で、ここでは無視しました.
しかし、ロックされたテスト結果がなければ、スレッドごとに50回しかループしていないのに、文字化けしていることがわかります.
ロックタイムアウトの使用
主にMonitor.TryEnter()を使用し、タイムアウト時間を設定するパラメータが1つ増えています.コードでは、各ロックのタイムアウトTimerを2秒、ワーク1で5秒として実行し、ワーク2とワーク3のタイムアウトをもたらします.
コードの例:

using System;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace Sample5_3_monitor_lock_timeout
{
    class Program
    {
        private static int _TaskNum = 3;
        private static Task[] _Tasks;
        private static StringBuilder _StrBlder;
        private const int RUN_LOOP = 50;

        private static void Work1(int TaskID)
        {
            int i = 0;
            string log = "";
            bool lockToken = false;
            while (i < RUN_LOOP)
            {
                log = String.Format("Time: {0} Task : #{1} Value: {2} =====
",
                                  DateTime.Now.TimeOfDay, TaskID, i);
                i++;
                try
                {
                    lockToken = false;
                    Monitor.TryEnter(_StrBlder, 2000, ref lockToken);
                    if (!lockToken)
                    {
                        Console.WriteLine("Work1 TIMEOUT!! Will throw Exception");
                        throw new TimeoutException("Work1 TIMEOUT!!");
                    }
                    System.Threading.Thread.Sleep(5000);
                    _StrBlder.Append(log);
                }
                finally
                {
                    if (lockToken)
                        Monitor.Exit(_StrBlder);
                }
            }
        }

        private static void Work2(int TaskID)
        {
            int i = 0;
            string log = "";
            bool lockToken = false;

            while (i < RUN_LOOP)
            {
                log = String.Format("Time: {0} Task : #{1} Value: {2} *****
",
                                  DateTime.Now.TimeOfDay, TaskID, i);
                i++;
                try
                {
                    lockToken = false;
                    Monitor.TryEnter(_StrBlder, 2000, ref lockToken);
                    if (!lockToken)
                    {
                        Console.WriteLine("Work2 TIMEOUT!! Will throw Exception");
                        throw new TimeoutException("Work2 TIMEOUT!!");
                    }

                    _StrBlder.Append(log);
                }
                finally
                {
                    if (lockToken)
                        Monitor.Exit(_StrBlder);
                }
            }
        }

        private static void Work3(int TaskID)
        {
            int i = 0;
            string log = "";
            bool lockToken = false;

            while (i < RUN_LOOP)
            {
                log = String.Format("Time: {0} Task : #{1} Value: {2} ~~~~~
",
                                  DateTime.Now.TimeOfDay, TaskID, i);
                i++;
                try
                {
                    lockToken = false;
                    Monitor.TryEnter(_StrBlder, 2000, ref lockToken);
                    if (!lockToken)
                    {
                        Console.WriteLine("Work3 TIMEOUT!! Will throw Exception");
                        throw new TimeoutException("Work3 TIMEOUT!!");
                    }
                    _StrBlder.Append(log);
                }
                finally
                {
                    if (lockToken)
                        Monitor.Exit(_StrBlder);
                }
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            _Tasks = new Task[_TaskNum];
            _StrBlder = new StringBuilder();

            _Tasks[0] = Task.Factory.StartNew((num) =>
            {
                var taskid = (int)num;
                Work1(taskid);
            }, 0);

            _Tasks[1] = Task.Factory.StartNew((num) =>
            {
                var taskid = (int)num;
                Work2(taskid);
            }, 1);

            _Tasks[2] = Task.Factory.StartNew((num) =>
            {
                var taskid = (int)num;
                Work3(taskid);
            }, 2);

            var finalTask = Task.Factory.ContinueWhenAll(_Tasks, (tasks) =>
            {
                Task.WaitAll(_Tasks);
                Console.WriteLine("==========================================================");
                Console.WriteLine("All Phase is completed");
                Console.WriteLine("==========================================================");
                Console.WriteLine(_StrBlder);
            });

            try
            {
                finalTask.Wait();
            }
            catch (AggregateException aex)
            {
                Console.WriteLine("Task failed And Canceled" + aex.ToString());
            }
            finally
            {
            }
            Console.ReadLine();
        }
    }
}