在C#的多线程编程中，Mutex 是一种用于同步多个线程的机制。它不仅适用于进程间的线程同步，还可以在同一进程内用于保护共享资源。本文将详细介绍 Mutex 的特点、用法，并提供多个示例以示范其应用。
Mutex 的特点
- 跨进程同步：
Mutex允许在不同进程之间进行同步，这使得它在处理需要进程间通信的场景时相当有用。 - 独占性访问：只有一个线程可以获得
Mutex，其他线程必须等待，直到该线程释放Mutex。 - 超时控制：
Mutex允许设置超时。如果线程在指定时间内无法获得锁，可以选择放弃。 - 简单易用：
Mutex提供了清晰的接口，易于程序员使用。
使用 Mutex 的基本语法
以下是 Mutex 的基本用法示例：
C#Mutex mutex = new Mutex();
mutex.WaitOne(); //请求锁
// ... 访问共享资源
mutex.ReleaseMutex(); //释放锁
示例：使用 Mutex 实现线程安全的计数器
以下示例展示了如何使用 Mutex 来实现一个线程安全的计数器，确保只有一个线程可以对计数器进行更新。
C#using System;
using System.Threading;
class Program {
private static int counter = 0; // 共享资源
private static Mutex mutex = new Mutex(); // 创建 Mutex 实例
static void Main(string[] args) {
Thread[] threads = new Thread[5];
for (int i = 0; i < threads.Length; i++) {
threads[i] = new Thread(IncrementCounter);
threads[i].Start();
}
foreach (var thread in threads) {
thread.Join();
}
Console.WriteLine($"最终计数器的值: {counter}");
}
static void IncrementCounter() {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
mutex.WaitOne(); // 请求锁
try {
counter++; // 增加计数
} finally {
mutex.ReleaseMutex(); // 确保释放锁
}
}
}
}
随着 .NET 6 的发布，LINQ 中新增了两个便捷的扩展方法：
- MinBy(Func<T, TKey> keySelector)
- MaxBy(Func<T, TKey> keySelector)
它们能根据指定的键（keySelector）从集合中一次性取得最小值或最大值所在的整个对象（而不仅仅是数值）。拥有这两个方法后，我们无需再手工使用 OrderBy() + First() 或者 OrderByDescending() + First() 的组合来取极值对象，代码变得更加简洁，也能避免没必要的排序操作，效率更高。
准备工作
在开始动手实验之前，我们先定义一个简单的 Student 记录类型，并创建一个学生列表，包含学生的姓名和分数等信息。示例如下：
C#namespace AppMin
{
public record Student(string Name, int Marks);
internal class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 创建学生列表
var students = new List<Student>
{
new Student("张三", 520),
new Student("李四", 480),
new Student("王五", 550),
new Student("张飞", 430),
new Student("关羽", 550)
};
// 打印数据，确保数据已经正确初始化
foreach (var student in students)
{
Console.WriteLine($"{student.Name} - {student.Marks}");
}
}
}
}
在嵌入式系统、物联网(IoT)和工业通讯领域，串口通讯仍然是一种广泛使用的通信方式。本文将深入探讨如何使用C#实现一个健壮、高效的异步串口通讯管理器。
关键设计理念
异步编程
异步编程是现代.NET应用程序的重要特性，它允许：
- 非阻塞的I/O操作
- 提高应用程序的响应性
- 有效利用系统资源
主要特性
我们的串口管理器将具备以下特性：
- 异步连接和读取
- 错误处理
- 灵活的数据接收机制
- 资源释放管理
代码解析
类定义与构造函数
C#public class SerialPortManager : IDisposable
{
private SerialPort _serialPort;
private readonly string _portName;
private readonly int _baudRate;
private CancellationTokenSource _cancellationTokenSource;
// 数据接收事件
public event EventHandler<byte[]> DataReceived;
public SerialPortManager(string portName, int baudRate)
{
_portName = portName;
_baudRate = baudRate;
_cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource();
}
}
在 C# 的 LINQ 查询中，Select 与 SelectMany 经常使用来处理集合或可查询对象。两者有些相似之处，但也有明显区别：
Select：将集合中的每个元素映射（投影）到一个新的形式，最终返回与原集合长度相同的序列。
SelectMany：针对集合中的每个元素返回一个可枚举序列，然后将所有子序列“压平”（Flatten）为一个新的序列。
Select 示例
以下例子演示如何使用 Select 将字符串列表中的每个元素转换成大写形式：
C#public class Program
{
public static void Main()
{
var fruits = new List<string> { "apple", "banana", "cherry" };
// 使用 Select 把每个字符串都转换为大写
var upperFruits = fruits.Select(fruit => fruit.ToUpper());
foreach (var item in upperFruits)
{
Console.WriteLine(item);
}
}
}
在C#的多线程编程中，lock 是一种非常常用的同步机制，用于保护共享资源，防止多个线程同时访问造成的数据不一致。本文将详细介绍 lock 的特点、用法，以及相关的示例。
lock 的特点
- 独占访问：在
lock关键字块内，只允许一个线程进入，其他线程会被阻塞，直到当前线程释放锁。 - 防止死锁：
lock通过申请对象的互斥锁（monitor）来防止其他线程进入同一代码块，可以有效避免由于多个线程同时访问共享资源而导致的死锁情况。 - 易于使用：
lock关键字语法简单，使得多线程同步的编码过程更加清晰，降低了错误的可能性。 - 优化性能：与其他同步方式（如
Mutex、Semaphore）相比，lock（其实是Monitor的一种语法糖）在执行上更为轻量，适合于保护简单的共享数据。
使用 lock 的基本语法
lock 的基本语法如下：
C#lock (object lockObject) {
// 需要保护的代码块
}
lockObject 是一个用于同步的对象，通常是一个私有的对象，以防其他代码也使用它。
