lockステートメント

指定のコードブロックに対して、複数のスレッドが同時にアクセスできないように制限できます。ただし、同一のスレッドからのアクセスは制限されません。

構文

lock (obj)
    statement

lock ステートメント - C# リファレンス | Microsoft Learn

ロックオブジェクト (lock object)

objは、同期が必要なリソースでロックのスコープを定義するために使用されます。複数のスレッドが同一のオブジェクトをロックすることによるデッドロックを防ぐため、publicなオブジェクトは避けます。また同期ブロックインデックスのメンバが必要なため、参照型とします。同期の対象がコレクションならば、それのSyncRootプロパティがこれの代用となります。

Array.SyncRootの実装ではreturn this;となっており、Array自身が返される。
Queue<T>.SyncRootではSystem.Threading.Interlocked.CompareExchange(ref _syncRoot, new Object(), null);となっており、スレッドセーフに生成されたObjectが返される。このインスタンスはprivate Object _syncRoot;としてprivateなクラスフィールドとして保持される。

また以下のクラスのオブジェクトは、アプリケーションドメインの境界を超えてアクセスされる恐れがあるため、利用を避けます。

MarshalByRefObject
ExecutionEngineException
OutOfMemoryException
StackOverflowException
String
MemberInfo
ParameterInfo
Thread

これらのクラスから派生するクラスのオブジェクトをロック用のオブジェクトとすると、コード分析で「ID が不十分なオブジェクトをロックしないでください」としてCA2002で警告されます。

statementには複数のスレッドからのアクセスを認められない文を記述し、あるスレッドがこのstatementを抜けるまで、他のスレッドはこの直前で待機させられます。

lockでは無制限に待機するため、これを制限するタイムアウトを指定するにはMonitor.TryEnter()を用います。

サンプルコード

たとえばあるオブジェクトを初期化する場合を考えます。

private readonly object lockObj = new object(); // ロック用のオブジェクト

if (target == null)
{
    lock (lockObj)
    {
        // lockの直前に他のスレッドによって書き換えられていないか再確認する
        if (target == null)
        {
            target = new MyClass();
        }
    }
}

実装

lockステートメントはMonitorクラスのEnterとExitを呼ぶショートカットに過ぎず、

lock (x)
{
    // 共有リソースへのアクセス
}

と記述することは、

Monitor.Enter(x);

try
{
    // 共有リソースへのアクセス
}
finally
{
    Monitor.Exit(x);
}

とすることと同義です。Thread Synchronization (C# and Visual Basic) | MSDN

ただしC# 4.0以降は、次のように変更されているようです。 c# - What does a lock statement do under the hood? - Stack Overflow lockWasTaken - Locks and exceptions do not mix | Fabulous adventures in coding

bool lockTaken = false;

try
{
    Monitor.Enter(x, ref lockTaken);
    // 共有リソースへのアクセス
}
finally
{
    // ロックを得られていたならば、それを解放する
    if (lockTaken) Monitor.Exit(x);
}

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