前言
C#对异步的支持越来越成熟，async、await简化了代码也提高了可读性，但由于在一段上下文中有了异步操作，意味着这段操作可能会被同时重复调用，如果本身没有被设计可以重复调用的情况下，就很可能会出问题。
一、异步互斥锁的作用是什么？
异步互斥锁的作用是用于确保存在异步操作的上下文同步互斥。可以参考flutter的插件mutex功能与本文基本一样。
示例一、创建和销毁
有创建和销毁两个方法，两个方法中都有异步操作，两个方法可以单独调用，但不可以同时调用。
单线程中连续调用创建和销毁（不在同一个上下文无法用await），如果没有互斥限制有可能出现如下的操作：
创建开始->创建异步操作->消息队列->销毁开始->销毁异步操作->消息队列->销毁完成->消息队列->创建完成
加入异步互斥锁之后
加锁->创建开始->创建完成->解锁
加锁等待->销毁开始->销毁完成->解锁
二、如何实现？
由于操作都是在单线程我们直接用标识+队列就可以实现一个互斥锁。
1、标识
（1）标识是否锁住
bool _lock = false;
（2）加锁
_lock=true;
（3）解锁
_lock=false;
2、异步通知
通过TaskCompletionSource可以实现异步通知
（1）创建对象
var tcs = new TaskCompletionSource();
（2）返回Task
return tcs.Task;
（3）通知完成
tcs.SetResult();
3、等待队列
用一个队列来记录等待加锁的请求。
（1）创建队列
Queue<TaskCompletionSource> _queue = new Queue<TaskCompletionSource>();
（2） 等待加锁
_queue.Enqueue(tcs);
（3）加锁成功
_queue.Dequeue().SetResult();
三、完整代码
/// <summary>
/// 异步锁，非线程锁，只能用于单线程异步环境中。
/// </summary>
class AsyncMutex
{
Queue<TaskCompletionSource> _queue = new Queue<TaskCompletionSource>();
bool _lock = false;
/// <summary>
/// 获取锁
/// </summary>
/// <returns>返回Task，await后即进入了锁</returns>
public Task Acquire()
{
if (_lock)
{
var tcs = new TaskCompletionSource();
_queue.Enqueue(tcs);
return tcs.Task;
}
_lock = true;
return Task.CompletedTask;
}
/// <summary>
/// 尝试获取锁
/// 因为是单线程环境，重复调用需要切换上下文，否则是无法成功的。
/// 比如可以await Task.Delay(30);
/// </summary>
/// <returns>是否成功</returns>
public bool TryAcquire()
{
if (_lock) return false;
return _lock = true;
}
/// <summary>
/// 释放锁
/// </summary>
public void Release()
{
if (_queue.Count > 0)
{
_queue.Dequeue().SetResult();
}
else
{
_lock = false;
}
}
}
四、使用示例
1、基本用法
直接加锁
AsyncMutex _mtx = new AsyncMutex();
async void test()
{
await _mtx.Acquire();
//custom code
_mtx.Release();
}
2、尝试加锁
加锁成功才执行操作
AsyncMutex _mtx = new AsyncMutex();
void test()
{
if (_mtx.TryAcquire())
{
//custom code
_mtx.Release();
}
}
超时等待
AsyncMutex _mtx = new AsyncMutex();
async void test()
{
//超时等待300ms
bool isLock = false;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
if (isLock = _mtx.TryAcquire()) break;
await Task.Delay(30);
}
if (isLock)
{
//custom code
_mtx.Release();
}
}
3、加锁对比
（1）未加锁
async void test(int num)
{
Console.WriteLine("enter " + num);
//模拟异步操作
await Task.Delay(10);
Console.WriteLine("exit " + num);
}
//.net 6.0
test(1);
test(2);
test(3);
可能出现的组合，效果预览
（2）加锁
AsyncMutex _mtx = new AsyncMutex();
async void test(int num)
{
await _mtx.Acquire();
Console.WriteLine("enter " + num);
//模拟异步操作
await Task.Delay(10);
Console.WriteLine("exit " + num);
_mtx.Release();
}
//.net 6.0
test(1);
test(2);
test(3);
效果预览
文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-808916.html
总结
以上就是今天要讲的内容，本文简单的实现了单线程的异步互斥锁，实现起来相对简单，但作用还是比较大的。虽然说有些情况的异步是可以在前期设计上避免同时调用，比如登录按钮点击后出现蒙板不允许再次点击，但是对于已存在的代码出现了同时调用问题，此时有互斥锁则可以避免大范围改动代码，有效解决问题。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-808916.html
到了这里，关于C# 实现单线程异步互斥锁的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
