ReaderWriterLockSlim和异步等待

Question

我对ReaderWriterLockSlim有一些问题。我不明白它是怎么变的。

我的代码：

 private async Task LoadIndex()
    {
        if (!File.Exists(FileName + ".index.txt"))
        {
            return;
        }
        _indexLock.EnterWriteLock();// <1>
        _index.Clear();
        using (TextReader index = File.OpenText(FileName + ".index.txt"))
        {
            string s;
            while (null != (s = await index.ReadLineAsync()))
            {
                var ss = s.Split(':');
                _index.Add(ss[0], Convert.ToInt64(ss[1]));
            }
        }
        _indexLock.ExitWriteLock();<2>
    }

当我在<1>输入写锁时，在调试器中我可以看到_indexLock.IsWriteLockHeld是true，但是当执行到<2>的步骤时，我看到_indexLock.IsWriteLockHeld是false，_indexLock.ExitWriteLock抛出了一个异常SynchronizationLockException，其中有消息“写锁被释放而不被持有”。我做错什么了？

Answer 1

ReaderWriterLockSlim是一个线程仿射锁类型，所以它通常不能与async和await一起使用.

您应该将SemaphoreSlim与WaitAsync结合使用，或者(如果您确实需要读取器/写入器锁)，使用my 来自AsyncEx或AsyncReaderWriterLock。

Answer 2

您可以使用可靠和轻量级的SemaphoreSlim安全地模拟读取器/写入器锁定机制，并保留async/await的优点。创建SemaphoreSlim，给它可用的锁数，相当于将锁定资源以便同时读取的例程数。每个人都会像往常一样请求一个锁。对于您的写作例程，确保它在执行它的操作之前请求所有可用的锁。

这样，您的写作例程将始终单独运行，而您的阅读例程可能只在它们之间共享资源。

例如，假设您有两个阅读例程和一个写作例程。

SemaphoreSlim semaphore = new SemaphoreSlim(2);

async void Reader1()
{
    await semaphore.WaitAsync();
    try
    {
        // ... reading stuff ...
    }
    finally
    {
        semaphore.Release();
    }
}

async void Reader2()
{
    await semaphore.WaitAsync();
    try
    {
        // ... reading other stuff ...
    }
    finally
    {
        semaphore.Release();
    }
}

async void ExclusiveWriter()
{
    // the exclusive writer must request all locks
    // to make sure the readers don't have any of them
    // (I wish we could specify the number of locks
    // instead of spamming multiple calls!)
    await semaphore.WaitAsync();
    await semaphore.WaitAsync();
    try
    {
        // ... writing stuff ...
    }
    finally
    {
        // release all locks here
        semaphore.Release(2);
        // (oh here we don't need multiple calls, how about that)
    }
}

显然，只有在事先知道可以同时运行多少个读取例程时，此方法才能起作用。诚然，太多的代码会使这段代码非常难看。

Answer 3

不久前，我基于两个AsyncReaderWriterLock为我的项目类实现了SemaphoreSlim。希望能帮上忙。它实现了相同的逻辑(多个读取器和单个Writer)，同时支持异步/等待模式。当然，它不支持递归，也没有防止不正确使用的保护：

var rwLock = new AsyncReaderWriterLock();

await rwLock.AcquireReaderLock();
try
{
    // ... reading ...
}
finally
{
    rwLock.ReleaseReaderLock();
}

await rwLock.AcquireWriterLock();
try
{
    // ... writing ...
}
finally
{
    rwLock.ReleaseWriterLock();
}

public sealed class AsyncReaderWriterLock : IDisposable
{
    private readonly SemaphoreSlim _readSemaphore  = new SemaphoreSlim(1, 1);
    private readonly SemaphoreSlim _writeSemaphore = new SemaphoreSlim(1, 1);
    private          int           _readerCount;

    public async Task AcquireWriterLock(CancellationToken token = default)
    {
        await _writeSemaphore.WaitAsync(token).ConfigureAwait(false);
        await SafeAcquireReadSemaphore(token).ConfigureAwait(false);
    }

    public void ReleaseWriterLock()
    {
        _readSemaphore.Release();
        _writeSemaphore.Release();
    }

    public async Task AcquireReaderLock(CancellationToken token = default)
    {
        await _writeSemaphore.WaitAsync(token).ConfigureAwait(false);

        if (Interlocked.Increment(ref _readerCount) == 1)
        {
            try
            {
                await SafeAcquireReadSemaphore(token).ConfigureAwait(false);
            }
            catch
            {
                Interlocked.Decrement(ref _readerCount);

                throw;
            }
        }

        _writeSemaphore.Release();
    }

    public void ReleaseReaderLock()
    {
        if (Interlocked.Decrement(ref _readerCount) == 0)
        {
            _readSemaphore.Release();
        }
    }

    private async Task SafeAcquireReadSemaphore(CancellationToken token)
    {
        try
        {
            await _readSemaphore.WaitAsync(token).ConfigureAwait(false);
        }
        catch
        {
            _writeSemaphore.Release();

            throw;
        }
    }

    public void Dispose()
    {
        _writeSemaphore.Dispose();
        _readSemaphore.Dispose();
    }
}