Monitor.TryEnter始终返回true未生效，异步场景下如何解决？

测试代码 #

public class Test
{
    public async Task Lock(object _lock)
    {
        if (!Monitor.TryEnter(_lock)) {
            Console.WriteLine("locked");
            return;
        }
        Console.WriteLine("entered");
        await Task.Delay(99999);
        Monitor.Exit(_lock);
        Console.WriteLine("exited");
    }
}
static async Task Main()
{
    var _lock= new object();
    var test = new Test();
    do {
        test.Lock(_lock);
        Thread.Sleep(999);
    } while (true);
}

预期输出 #

entered
locked
locked
...
exited
entered
locked
locked
...
exited

实际输出 #

entered
entered
entered
...
exited

问题原因 #

核心问题是Monitor是基于线程的同步原语，它的锁与持有锁的线程绑定。异步方法执行到await Task.Delay(...)时，当前线程会被释放，后续代码会在任意线程上恢复执行，这就导致：

1. 第一次调用Monitor.TryEnter成功获取锁，此时锁与执行这段代码的线程绑定；
2. await后线程被释放，后续的Monitor.Exit会在另一个线程执行，但Monitor只认最初持有锁的线程；
3. Main方法中调用test.Lock(_lock)时没有await，每次调用都是在Main线程执行Monitor.TryEnter——而Main线程从来没持有过这个锁，所以每次都能成功获取，自然会连续输出"entered"。

解决方案 #

方案1：用SemaphoreSlim实现异步锁（推荐） #

SemaphoreSlim支持异步等待，是专门为异步场景设计的同步原语，完全适配你的需求：

public class Test
{
    public async Task Lock(SemaphoreSlim semaphore)
    {
        // WaitAsync(0)表示立即返回，等价于Monitor.TryEnter的非阻塞行为
        if (!await semaphore.WaitAsync(0)) 
        {
            Console.WriteLine("locked");
            return;
        }
        Console.WriteLine("entered");
        await Task.Delay(99999);
        semaphore.Release();
        Console.WriteLine("exited");
    }
}
static async Task Main()
{
    // 初始计数1、最大计数1，等价于互斥锁
    var semaphore = new SemaphoreSlim(1, 1); 
    var test = new Test();
    do {
        // 这里必须await，避免堆积大量未完成的任务
        await test.Lock(semaphore); 
        Thread.Sleep(999);
    } while (true);
}

方案2：避免在持有Monitor锁时执行await（仅适合特定场景） #

如果一定要用Monitor，必须保证持有锁的期间不释放线程，也就是把await移出锁的范围，但这种方式会让异步操作脱离锁的保护，不符合你的预期逻辑，仅作参考：

public async Task Lock(object _lock)
{
    bool lockTaken = false;
    try
    {
        Monitor.TryEnter(_lock, ref lockTaken);
        if (!lockTaken)
        {
            Console.WriteLine("locked");
            return;
        }
        Console.WriteLine("entered");
        // 锁只保护到这里，异步操作在锁外执行
    }
    finally
    {
        if (lockTaken)
        {
            Monitor.Exit(_lock);
        }
    }
    await Task.Delay(99999);
    Console.WriteLine("exited");
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ian