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深入浅出多线程系列之五:一些同步构造(上篇)

来源:互联网 收集:自由互联 发布时间:2022-05-25
1:Mutex Mutex 就像一个 C# lock 一样,不同的是它可以跨进程 . 进入和释放一个 Mutex 要花费几毫秒,大约比 C# 的 lock 慢 50 倍。 使用一个 Mutex 的实例,调用 WaitOne 方法来获取锁, ReleaseM

1:Mutex

Mutex 就像一个C# lock一样,不同的是它可以跨进程.

进入和释放一个Mutex要花费几毫秒,大约比C#lock50倍。

使用一个Mutex的实例,调用WaitOne方法来获取锁,ReleaseMutex方法来释放锁。

因为Mutex是跨进程的,所以我们可以使用Mutex来检测程序是否已经运行。

        public static void MainThread()
        {
            
using (var mutex = new Mutex(false"LoveJenny OneAtATimeDemo"))
            {
                
if (!mutex.WaitOne(TimeSpan.FromSeconds(3), false))
                {
                    Console.WriteLine(
"只能运行一个应用程序!");
                    
return;
                }

                RunProgram();
            }
        }

 

2:Semaphore:

一个Semaphore就像一个酒吧一样,通过门卫来限制它的客人,一旦到达限制,没有人可以进入,

人们会在门外乖乖的排队,一旦有一个人离开酒吧,排队中的人就可以进入了一个了。

下面是个例子:

    class TheClub
    {
       
//只能容纳三个人的酒吧
        static SemaphoreSlim _sem = new SemaphoreSlim(3);

        
public static void MainThread()
        {
            
for (int i = 1; i <= 5; i++)
                
new Thread(Enter).Start(i); //有5个人向进入
        }
        
static void Enter(object id)
        {
            Console.WriteLine(id 
+ " 想要进入了");
            _sem.Wait();
            Console.WriteLine(id
+" 已经进入了!");
            Thread.Sleep(
1000 * (int)id);
            Console.WriteLine(id 
+ " 离开了?");
            _sem.Release();
        }
    }

 

3:AutoResetEvent

一个AutoResetEvent就像十字转门一样,插入一张票就让一个人通过,”Auto”代表门会自动的关上。

在十字门外面的人可以调用WaitOne方法来阻塞,等待。一旦有人插入了票(调用Set方法),就可以让外面等待的人(调用WaitOne方法的线程)通过了。

创建AutoResetEvent有一个参数。

static EventWaitHandle _waitHandle = new AutoResetEvent(false);

其中falsemsdn的解释是:初始状态为非终止,

按照我个人的理解false代表了十字转门非终止,所以可以正常的进入,等待。

而如果是true的话:初始状态为终止,也就是代表已经调用了Set了,

就是说十字转门已经停止了,所以接下来如果有人调用了WaitOne方法,这个调用WaitOne方法的人直接就可以进入了,不需要再插入票(不需要调用Set)了,之后的调用和false一致,这一点可以认为AutoResetEvent具有记忆功能,它记住了上次门是打开的状态。所以调用waitone方法可以进入。

class ThreadAutoResetEvent
    {
        
static EventWaitHandle _waitHandle = new AutoResetEvent(false);

        
public static void MainThread()
        {
            
new Thread(Waiter).Start();
            Thread.Sleep(
2000);
            _waitHandle.Set();
        }

        
static void Waiter()
        {
            Console.WriteLine(
"Waiting...");
            _waitHandle.WaitOne();
            Console.WriteLine(
"Notified");
        }
}

很简单,Waiter执行到Waiting…后,就开始调用WaitOne了,所以在门外排队等待。

而主线程在睡了两秒后,开始插入一张票(Set).所以Waiter就继续执行,所以打印Notified

 

 

接下来我们使用AutoResetEvent来模拟实现生产消费问题:

 

class ProducerConsumerQueue:IDisposable
    {
        EventWaitHandle _wh 
= new AutoResetEvent(false);
        Thread _worker;
        
readonly object _locker = new object();
        Queue
<string> _tasks = new Queue<string>();

        
public ProducerConsumerQueue()
        {
            
//创建并启动工作线程
            _worker = new Thread(Work);
            _worker.Start();
        }

        
public void EnqueueTask(string task)
        {
            
lock (_locker) _tasks.Enqueue(task);
            _wh.Set(); 
//一旦有任务了,唤醒等待的线程
        }

        
public void Dispose()
        {
            EnqueueTask(
null);
            _worker.Join(); 
//等待_worker线程执行结束
            _wh.Close();
        }

        
void Work()
        {
            
while (true)
            {
                
string task = null;
                
lock (_locker)
                {
                    
if (_tasks.Count > 0
                    {
                        task 
= _tasks.Dequeue();
                        
if (task == null)
                            
return;
                    }
                    
if (task != null//如果有任务的话,执行任务
                    {
                        Console.WriteLine(
"Performing task: " + task);
                        Thread.Sleep(
1000);
                    }
                    
else //否则阻塞,去睡觉吧
                    {
                        _wh.WaitOne();
                    }
                }
            }
        }
    }

主线程调用如下:

        public static void Main()
        {
            
using (ProducerConsumerQueue q = new ProducerConsumerQueue())
            {
                q.EnqueueTask(
"Hello");
                
for (int i = 0; i < 10; i++) q.EnqueueTask("Say " + i);
                q.EnqueueTask(
"Goodbye!");
            }
        }

 

4:ManualResetEvent

一个ManualResetEvent就是一个普通门,

调用Set方法门就打开了,允许任意数量的人进入。

调用WaitOne方法就开始等待进入。

调用Reset方法门就关闭了。

在一个关闭的门上调用WaitOne方法就会被阻塞。

当门下次被打开的时候,所有等待的线程都可以进入了。

除了这些不同外,一个ManualResetEventAutoResetEvent类似。

Framework4.0ManualResetEvent提供了一个优化版本。ManualResetEventSlim。后面的版本速度更快,并且支持取消(CancellationToken).

 

 

参考资料:

http://www.albahari.com/threading/

CLR Via C# 3.0

 

 

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