C# 13 lock object

C# 13 lock object

Intro

.NET 9 引入了一个新的 Lock 类型 System.Threading.Lock .NET 9 Preview 1 中的 Lock 类型

我们可以使用这一类型代替 lock 的对象来改进锁的性能

Sample

我们来做一个简单的 benchmark

[SimpleJob]
[MemoryDiagnoser]
public class LockObjectBenchmark
{
    private readonly object _lock0 = new();
    private readonly Lock _lock1 = new();

    [Benchmark(Baseline = true)]
    public int NewLockObject()
    {
        var i = 0;
        Parallel.For(1, 1000, _ =>
        {
            lock (_lock1)
            {
                Interlocked.Increment(ref i);
            }
        });
        return i;
    }

    [Benchmark]
    public int TraditionalLock()
    {
        var i = 0;
        Parallel.For(1, 1000, _ =>
        {
            lock (_lock0)
            {
                Interlocked.Increment(ref i);
            }
        });
        return i;
    }
}

benchmark-result

从结果可以看得出来新的锁的类型性能更好，分配更少

默认地 lock 会使用 Monitor 是实现锁，我们使用 lock 默认就是 Monitor 的语法糖，难以扩展

lock-implemention

.NET 9 引入的 System.Threading.Lock 类型实现一定程度上的自定义，只是目前是针对这个 type 做了特殊处理，未来可能会制定一个规则只要满足规则都可以作为锁的类型，类似于 GetEnumerable/GetAwaiter 那样

我们再来看下使用 System.Threading.Lock 类型之后还是不是 Monitor

原始测试代码

var i = 0;
var locker = new Lock();
Parallel.For(1, 100, _ =>
{
    lock (locker)
    {
        i++;
    }
});
Console.WriteLine(i);

反编译之后的结果：

System.Threading.Lock

可以看到，现在的代码里已经没有了 Monitor，lock 变成了 usings (locker.EnterScope())

再细看实现代码会发现实现是一个自旋，具体可以自己查看源码

https://github.com/dotnet/runtime/blob/v9.0.0-rc.1.24431.7/src/libraries/System.Private.CoreLib/src/System/Threading/Lock.cs

More

如果想要使用 System.Threading.Lock 但又还有低版本的框架不支持 System.Threading.Lock 该怎么办呢，github 上有个老哥搞了个 Backport.System.Threading.Lock library 兼容低版本的，但是测试下来低版本没有性能提升反而有性能损耗，看了下实现和源码的实现并不相同，他是基于 Monitor 封装了一下

我们可以通过 global using alias 来简化例如：global using Lock = System.Object; 或者在项目文件或者 Directory.Build.props 中配置 implicit usings:

<Using Include="System.Object" Alias="Lock" Condition="!$([MSBuild]::IsTargetFrameworkCompatible('$(TargetFramework)', 'net9.0'))" />

References

• https://github.com/dotnet/csharplang/blob/main/proposals/csharp-13.0/lock-object.md
• https://github.com/dotnet/runtime/issues/34812
• https://github.com/dotnet/csharplang/issues/7104
• https://github.com/dotnet/runtime/blob/v9.0.0-rc.1.24431.7/src/libraries/System.Private.CoreLib/src/System/Threading/Lock.cs
• https://github.com/WeihanLi/WeihanLi.Common/pull/212
• .NET 9 Preview 1 中的 Lock 类型