Как решается проблема общего доступа к ресурсам в многопоточной среде?

В C# для синхронизации доступа к общим ресурсам из нескольких потоков используется ряд примитивов. Выбор зависит от сценария:

1. lock (ключевое слово, обертка над Monitor): Стандартный выбор для синхронизации в рамках одного процесса.

   private readonly object _syncRoot = new object();
   
   public void ModifySharedResource()
   {
       lock (_syncRoot)
       {
           // Критическая секция. Только один поток выполняет этот блок.
           sharedCounter++;
       }
   }

2. Mutex (мьютекс): Подходит для межпроцессной синхронизации (например, чтобы гарантировать запуск только одного экземпляра приложения).

   using var mutex = new Mutex(false, "Global\MyAppSingletonMutex");
   if (!mutex.WaitOne(TimeSpan.FromSeconds(5)))
   {
       Console.WriteLine("Другой экземпляр приложения уже запущен.");
       return;
   }
   try { /* Работа приложения */ }
   finally { mutex.ReleaseMutex(); }

3. SemaphoreSlim / Semaphore: Ограничивают количество потоков, которые могут одновременно войти в критическую секцию. SemaphoreSlim легче и рекомендуется для внутрипроцессной работы.

   private readonly SemaphoreSlim _pool = new SemaphoreSlim(2, 2); // Максимум 2 потока
   
   public async Task AccessDatabaseAsync()
   {
       await _pool.WaitAsync();
       try { /* Ограниченный доступ к ресурсу (напр., соединению с БД) */ }
       finally { _pool.Release(); }
   }

4. ReaderWriterLockSlim: Оптимизирован для сценариев, где чтение происходит часто, а запись редко. Позволяет множественное чтение, но эксклюзивную запись.

   private readonly ReaderWriterLockSlim _rwLock = new ReaderWriterLockSlim();
   
   public string ReadData()
   {
       _rwLock.EnterReadLock();
       try { return cachedData; }
       finally { _rwLock.ExitReadLock(); }
   }
   
   public void UpdateData(string newData)
   {
       _rwLock.EnterWriteLock();
       try { cachedData = newData; }
       finally { _rwLock.ExitWriteLock(); }
   }

Общая рекомендация: Для простых случаев используйте lock. Для асинхронного кода — SemaphoreSlim. Для межпроцессного взаимодействия — Mutex. Для оптимизации read-heavy нагрузок — ReaderWriterLockSlim.