Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
닷넷: 2284. C# - async 메서드에서의 lock/Monitor.Enter/Exit 잠금 처리 [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 7987
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
 




... [196]  197 
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
40정성태7/23/200321814COM 개체 관련: 10. IE BHO 개체를 개발할 때, 인터넷 익스플로러가 아닌 탐색기에서 활성화 되는 문제 해결 [1]
41김성현7/24/200320648    답변글 COM 개체 관련: 10.1. [답변]: IE BHO 개체를 개발할 때, 인터넷 익스플로러가 아닌 탐색기에서 활성화 되는 문제 해결
42정성태7/29/200318585        답변글 COM 개체 관련: 10.2. feedback 을 받기 위해서 답변 기능을 가능하게 해두었습니다.
39정성태7/17/200324359VS.NET IDE: 5. 원격 제어 3가지 방법
38정성태7/17/200320905.NET Framework: 8. IIS 서버 재설치와 ASP.NET 서비스의 문제점
36정성태7/17/200321563.NET Framework: 7. 시행착오 - WebService 참조 추가 오류
35정성태7/17/200322093.NET Framework: 6. Win2000에서의 .NET COM+ 자동 등록 오류 발생 해결
34정성태7/17/200320762VS.NET IDE: 4. VC++ 원격 디버깅파일 다운로드1
33정성태7/17/200320917VS.NET IDE: 3. Win2000 NAT 서비스
32정성태7/17/200322129COM 개체 관련: 9. _bstr_t, CComBSTR, string 클래스 사용 [1]
31정성태7/17/200319227COM 개체 관련: 8. IDL 구문에서 구조체를 pack 하는 방법
30정성태7/17/200336484VC++: 7. [STL] vector 사용법 및 reference 사용예 [1]파일 다운로드1
28정성태7/17/200320889스크립트: 3. Programming Microsoft Internet Explorer 5 - CHM 파일
29정성태7/17/200320366    답변글 스크립트: 3.1. Programming Microsoft Internet Explorer 5 - 소스코드
27정성태7/17/200319282COM 개체 관련: 7. HTML Control에서 DELETE, 화살표 키 등이 안 먹는 문제
26정성태7/17/200320450COM 개체 관련: 6. WebBrowser 콘트롤에서 프레임을 구하는 소스
25정성태7/17/200318102COM 개체 관련: 5. C++ Attributes - Make COM Programming a Breeze with New Feature in Visual Studio .NET [2]파일 다운로드1
24정성태7/17/200321730.NET Framework: 5. (MHT 변환해서 가져온 글) .NET 의 COM+ 서비스 사용파일 다운로드1
23정성태7/17/200325410.NET Framework: 4. webservice.htc - HTML Script에서도 웹서비스 엑세스 [2]파일 다운로드1
22정성태7/17/200319943.NET Framework: 3. .NET Framework SDK 퀵 스타트 자습서
21정성태7/17/200319024.NET Framework: 2. 김현승님의 "ASP.NET & .NET EnterpriseServices & Remoting 코드 템플릿"
20정성태2/15/200526044VS.NET IDE: 2. Platform SDK 설치
19정성태7/17/200321960.NET Framework: 1. JScript.NET 강좌 사이트[영문]
18정성태7/17/200319378COM 개체 관련: 4. Exchanging Data Over the Internet Using XML [1]파일 다운로드1
17정성태7/17/200327340VC++: 6. Win32 API Hook - 소스는 "공개소스"에있습니다. [2]
16정성태7/17/200319652COM 개체 관련: 3. IE 툴밴드의 위치문제파일 다운로드1
... [196]  197