Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
닷넷: 2284. C# - async 메서드에서의 lock/Monitor.Enter/Exit 잠금 처리 [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 4419
글쓴 사람
정성태 (seongtaejeong at gmail.com)
홈페이지
첨부 파일
(연관된 글이 2개 있습니다.)
(시리즈 글이 7개 있습니다.)
.NET Framework: 2064. C# - Mutex와 Semaphore/SemaphoreSlim 차이점
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13156

.NET Framework: 2065. C# - Mutex의 비동기 버전
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13157

닷넷: 2216. C# - SemaphoreSlim 사용 시 주의점
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13555

닷넷: 2217. C# - 최댓값이 1인 SemaphoreSlim 보다 Mutex 또는 lock(obj)를 선택하는 것이 나은 이유
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13558

디버깅 기술: 195. windbg 분석 사례 - Semaphore 잠금으로 인한 Hang 현상 (닷넷)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13560

닷넷: 2284. C# - async 메서드에서의 lock/Monitor.Enter/Exit 잠금 처리
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13697

닷넷: 2285. C# - async 메서드에서의 System.Threading.Lock 잠금 처리
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13698




C# - async 메서드에서의 lock/Monitor.Enter/Exit 잠금 처리

Monitor 잠금은 스레드를 기억하는 유형입니다. 그래서, lock을 보유한 스레드만이 해제를 할 수 있습니다. 가령, 다음과 같이 다른 스레드에서 lock을 해제하려고 하면,

internal class Program
{
    static object _obj = new object();

    static void Main(string[] args)
    {
        Monitor.Enter(_obj); // lock을 획득
        
        Thread t = new Thread(() =>
        {
            Monitor.Exit(_obj); // 다른 스레드에서 lock을 해제
        });

        t.Start();
        t.Join();
    }
}

이런 예외가 발생합니다.

Unhandled exception. System.Threading.SynchronizationLockException: Object synchronization method was called from an unsynchronized block of code.
   at System.Threading.Monitor.Exit(Object obj)
   at Program.<>c.<Main>b__1_0() 

문서에서는, 이를 가리켜 "thread affinity"가 있다고 합니다.




Monitor 잠금이 스레드를 기억한다는 것 외에 잠금의 횟수를 기억한다는 특징도 있습니다. 그러니까, 하나의 스레드에서 Enter를 2번 호출했다면, Exit도 2번 호출해야만 잠금이 풀립니다. 아래의 코드는 그에 대한 재현을 보여주는데요,

internal class Program
{
    static object _obj = new object();

    static void Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine("Lock++");
        Monitor.Enter(_obj);
        Console.WriteLine("Lock++");
        Monitor.Enter(_obj); // 2번 잠금

        Thread t = new Thread(() =>
        {
            Monitor.Enter(_obj); // 다른 스레드에서 lock을 얻으려고 시도
            Console.WriteLine("Thread 1");
            Monitor.Exit(_obj);
        });

        t.Start();

        Console.WriteLine($"{DateTime.Now} Lock--");
        Monitor.Exit(_obj); // 한 번 잠금을 해제
        Thread.Sleep(5000);
        Console.WriteLine($"{DateTime.Now} Lock--");
        Monitor.Exit(_obj); // 두 번 잠금을 해제 - 이 시점에 "Thread 1"이 출력됨

        t.Join();
    }
}

실행하면 화면에는 다음과 같은 결과가 나옵니다.

Lock++
Lock++
2024-07-26 오후 18:44:40 Lock--
2024-07-26 오후 18:44:45 Lock--  // 5초 후 2번째 잠금이 해제되고 나서야 "Thread 1"이 출력됨
Thread 1

결국, 위의 2가지 성격으로 볼 때 Monitor 잠금은 Mutex와 같은 성격(thread affinity, reentrancy)을 가지고 있습니다. 따라서 Monitor와 같은 lock이 필요한데 그것이 프로세스 경계를 넘어서도 유효해야 한다면 유형만 Mutex로 그대로 치환할 수 있습니다.




역시나 Mutex가 그랬던 것처럼,

C# - Mutex의 비동기 버전
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13157

Monitor 역시 비동기 환경에서는 동일한 제약이 있습니다. 일례로, (내부적으로 Monitor를 사용하는) lock 문 내에서 비동기 호출을 하면,

internal class Program
{
    static object _obj = new object();

    static async Task Main(string[] args)
    {
        lock (_obj)
        {
            // error CS1996: Cannot await in the body of a lock statement
            await Task.Delay(2000);
        }
    }
}

C# 컴파일러는 이것을 인지하고 오류를 발생시킵니다. 반면, 저 코드를 Monitor.Enter/Exit로 풀어내면 컴파일 오류는 발생하지 않지만,

internal class Program
{
    static object _obj = new object();

    static async Task Main(string[] args)
    {
        Monitor.Enter(_obj);

        await Task.Delay(2000);

        Monitor.Exit(_obj); // 실행 시 오류
    }
}

결국엔 Monitor.Exit 코드를 실행하는 스레드가 달라져 이런 오류가 발생합니다.

Unhandled exception. System.Threading.SynchronizationLockException: Object synchronization method was called from an unsynchronized block of code.
   at System.Threading.Monitor.Exit(Object obj)
   at Program.Main(String[] args) 
   at Program.<Main>(String[] args)

하지만, lock 대신 Monitor.Enter/Exit를 사용할 만한 경우가 있긴 합니다. 바로 SynchronizationContext를 사용해 비동기 호출 이후의 코드를 원래 스레드에서 실행하게 되는 경우입니다. 대표적인 예로, Windows Forms나 WPF 환경인데요, 따라서 Windows Forms에서는 다음과 같이 풀어서 Monitor를 이용한 동기화 개체를 쓸 수 있습니다.

public partial class Form1 : Form
{
    object _obj = new object();

    public Form1()
    {
        InitializeComponent();
    }

    private async void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
    {
        bool lockTaken = false;
        try
        {
            Monitor.Enter(_obj, ref lockTaken);
            await Task.Delay(2000);
        }
        finally
        {
            if (lockTaken)
            {
                Monitor.Exit(_obj);
            }
        }
    }
}

재미있게도, 동일한 코드로 번역하는 lock 예약어 방식을 쓰면 컴파일 오류가 발생하고,

private async void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
    lock (_obj) // 컴파일 오류: error CS1996: Cannot await in the body of a lock statement
    {
        await Task.Delay(2000);
    }
}

Monitor.Enter/Exit를 쓴다고 해도 SynchronizationContext를 사용하지 않도록 ConfigureAwait(false)을 추가하면,

private async void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
    bool lockTaken = false;
    try
    {
        Monitor.Enter(_obj, ref lockTaken);
        await Task.Delay(2000).ConfigureAwait(false);
    }
    finally
    {
        if (lockTaken)
        {
            Monitor.Exit(_obj); // 실행 시 오류: System.Threading.SynchronizationLockException: 'Object synchronization method was called from an unsynchronized block of code.'
        }
    }
}

Monitor.Exit 코드를 스레드풀로부터 빌려온 스레드가 호출하므로 역시 실행 시 예외가 발생합니다.




만약 비동기 상황에서의 lock을 처리하고 싶다면, 해결책은 "C# - Mutex의 비동기 버전" 글에 쓴 내용과 동일합니다. 즉, Semaphore(Slim)을 사용하면 됩니다. 다음은 그에 대한 예제입니다.

namespace WinFormsApp1;

public partial class Form1 : Form
{
    SemaphoreSlim _sem = new SemaphoreSlim(1);

    public Form1()
    {
        InitializeComponent();
    }

    private async void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
    {
        _sem.Wait(); // Main 스레드에서 lock 획득

        new Thread(() =>
        {
            System.Diagnostics.Trace.WriteLine($"[{DateTime.Now}] --------------------- Thread called");
            _sem.Wait(); // 사용자 스레드에서 lock 획득 시도
            try
            {
                System.Diagnostics.Trace.WriteLine($"[{DateTime.Now}] --------------------- got Semaphore");
                Thread.Sleep(2000);
            }
            finally
            {
                _sem.Release();
            }
        })
        { IsBackground = true }.Start();

        try
        {
            await Task.Delay(5000).ConfigureAwait(false); // 5초 후에,
        } finally
        {
            _sem.Release(); // 스레드풀의 스레드에서 lock 해제
        }
    }
}

개인적으로 Semaphore를 싫어하지만, 저런 경우는 어쩔 수 없습니다. ^^

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]

[연관 글]






[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 8/6/2024]

Creative Commons License
이 저작물은 크리에이티브 커먼즈 코리아 저작자표시-비영리-변경금지 2.0 대한민국 라이센스에 따라 이용하실 수 있습니다.
by SeongTae Jeong, mailto:techsharer at outlook.com

비밀번호

댓글 작성자
 




[1]  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
13842정성태12/12/2024226디버깅 기술: 205. Windbg - KPCR, KPRCB
13841정성태12/11/2024248오류 유형: 937. error MSB4044: The "ValidateValidArchitecture" task was not given a value for the required parameter "RemoteTarget"
13840정성태12/11/2024232오류 유형: 936. msbuild - Your project file doesn't list 'win' as a "RuntimeIdentifier"
13839정성태12/11/2024241오류 유형: 936. msbuild - error CS1617: Invalid option '12.0' for /langversion. Use '/langversion:?' to list supported values.
13838정성태12/4/20241089오류 유형: 935. Windbg - Breakpoint 0's offset expression evaluation failed.
13837정성태12/3/20241076디버깅 기술: 204. Windbg - 윈도우 핸들 테이블 (3) - Windows 10 이상인 경우
13836정성태12/3/20241104디버깅 기술: 203. Windbg - x64 가상 주소를 물리 주소로 변환 (페이지 크기가 2MB인 경우)
13835정성태12/2/20241076오류 유형: 934. Azure - rm: cannot remove '...': Directory not empty
13834정성태11/29/20241200Windows: 275. C# - CUI 애플리케이션과 Console 윈도우 (Windows 10 미만의 Classic Console 모드인 경우)파일 다운로드1
13833정성태11/29/20241224개발 환경 구성: 737. Azure Web App에서 Scale-out으로 늘어난 리눅스 인스턴스에 SSH 접속하는 방법
13832정성태11/27/20241219Windows: 274. Windows 7부터 도입한 conhost.exe
13831정성태11/27/20241019Linux: 111. eBPF - BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY, BPF_MAP_TYPE_RINGBUF에 대한 다양한 용어들
13830정성태11/25/20241106개발 환경 구성: 736. 파이썬 웹 앱을 Azure App Service에 배포하기
13829정성태11/25/20241051스크립트: 67. 파이썬 - Windows 버전에서 함께 설치되는 py.exe
13828정성태11/25/20241060개발 환경 구성: 735. Azure - 압축 파일을 이용한 web app 배포 시 디렉터리 구분이 안 되는 문제파일 다운로드1
13827정성태11/25/20241147Windows: 273. Windows 환경의 파일 압축 방법 (tar, Compress-Archive)
13826정성태11/21/20241251닷넷: 2313. C# - (비밀번호 등의) Console로부터 입력받을 때 문자열 출력 숨기기(echo 끄기)파일 다운로드1
13825정성태11/21/20241200Linux: 110. eBPF / bpf2go - BPF_RINGBUF_OUTPUT / BPF_MAP_TYPE_RINGBUF 사용법
13824정성태11/20/20241160Linux: 109. eBPF / bpf2go - BPF_PERF_OUTPUT / BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY 사용법
13823정성태11/20/20241121개발 환경 구성: 734. Ubuntu에 docker, kubernetes (k3s) 설치
13822정성태11/20/20241084개발 환경 구성: 733. Windbg - VirtualBox VM의 커널 디버거 연결 시 COM 포트가 없는 경우
13821정성태11/18/20241241Linux: 108. Linux와 Windows의 프로세스/스레드 ID 관리 방식
13820정성태11/18/20241256VS.NET IDE: 195. Visual C++ - C# 프로젝트처럼 CopyToOutputDirectory 항목을 추가하는 방법
13819정성태11/15/20241277Linux: 107. eBPF - libbpf CO-RE의 CONFIG_DEBUG_INFO_BTF 빌드 여부에 대한 의존성
13818정성태11/15/20241391Windows: 272. Windows 11 24H2 - sudo 추가
[1]  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  ...