C#教程之C#多线程之线程同步篇2

当前位置:

首页 > Python基础教程 >

C#教程之C#多线程之线程同步篇2

　在上一篇C#多线程之线程同步篇1中，我们主要学习了执行基本的原子操作、使用Mutex构造以及SemaphoreSlim构造，在这一篇中我们主要学习如何使用AutoResetEvent构造、ManualResetEventSlim构造和CountDownEvent构造。

四、使用AutoResetEvent构造

　　在这一小节中，我们将学习如何使用AutoResetEvent构造从一个线程向另一个线程发送通知。AutoResetEvent通知一个等待线程某个事件已经发生。具体步骤如下所示：

1、使用Visual Studio 2015创建一个新的控制台应用程序。

2、双击打开“Program.cs”文件，编写代码如下所示：

 1 using System;
 2 using System.Threading;
 3 using static System.Console;
 4 using static System.Threading.Thread;
 5 
 6 namespace Recipe04
 7 {
 8     class Program
 9     {
10         private static AutoResetEvent workerEvent = new AutoResetEvent(false);
11         private static AutoResetEvent mainEvent = new AutoResetEvent(false);
12 
13         static void Process(int seconds)
14         {
15             WriteLine("Starting a long running work...");
16             Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
17             WriteLine("Work is done!");
18             workerEvent.Set();
19             WriteLine("Waiting for a main thread to complete its work");
20             mainEvent.WaitOne();
21             WriteLine("Starting second operation...");
22             Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
23             WriteLine("Work is done!");
24             workerEvent.Set();
25         }
26 
27         static void Main(string[] args)
28         {
29             var t = new Thread(() => Process(10));
30             t.Start();
31 
32             WriteLine("Waiting for another thread to complete work");
33             workerEvent.WaitOne();
34             WriteLine("First operation is completed!");
35             WriteLine("Performing an operation on a main thread");
36             Sleep(TimeSpan.FromSeconds(5));
37             mainEvent.Set();
38             WriteLine("Now running the second operation on a second thread");
39             workerEvent.WaitOne();
40             WriteLine("Second operation is completed!");
41         }
42     }
43 }

3、运行该控制台应用程序，运行效果（每次运行效果可能不同）如下图所示：

　　在第10~11行代码处，我们定义了两个AutoResetEvent实例：workerEvent和mainEvent。workerEvent用于从新建线程中向主线程发送通知，mainEvent用于从主线程向新建线程发送通知。在调用AutoResetEvent的构造方法的时候，我们给该构造方法的“initialState”参数传递了false值，指定AutoResetEvent实例的初始状态为“无信号状态”，这意味着调用AutoResetEvent实例的“WaitOne”方法的线程将会被阻塞，直到我们调用AutoResetEvent实例的“Set”方法之后，该线程才会继续执行。如果我们将AutoResetEvent类的构造方法的“initialState”参数值设置为true，则AutoResetEvent实例的初始状态为“信号状态”，那么第一个调用AutoResetEvent实例的“WaitOne”方法的线程将会被立即执行，然后AutoResetEvent实例的状态自动变为“无信号状态”，这个时候，当我们再次调用AutoResetEvent的“WaitOne”方法后，必须在另一个线程中调用AutoResetEvent的“Set”方法才能继续执行当前的线程。

　　在第29行代码处，我们创建了一个新的线程用于执行“Process”方法，并在第30行代码处启动线程。

　　在第33行代码处，我们调用AutoResetEvent实例workerEvent的“WaitOne”方法，导致主线程被阻塞，然而在我们在第29行代码处创建的线程中，我们调用了AutoResetEvent实例WorkerEvent的“Set”方法，因此，主线程得以继续执行。当执行到第20行代码处，我们在新建线程中调用了AutoResetEvent实例mainEvent的“WaitOne”方法，因此导致新建线程被阻塞，然而在主线程执行到第37行代码处，我们调用了AutoResetEvent实例mainEvent的“Set”方法，因此，新建线程得以继续执行。而主线程在执行到第39行代码处，主线程又被阻塞，而新建线程执行到第24行代码处，导致主线程得以继续执行，因此，主线程执行到第40行代码，控制台应用程序正常结束。

　　AutoResetEvent是kernel-time构造，因此，如果没有必要，我们建议使用下一节介绍的ManualResetEventslim来替代AutoResetEvent。

五、使用ManualResetEventSlim构造

　　在这一小节中，我们将学习如何使用ManualResetEventSlim构造在多个线程之间更加灵活地发送通知。具体步骤如下所示：

1、使用Visual Studio 2015创建一个新的控制台应用程序。

2、双击打开“Program.cs”文件，编写代码如下所示：

 1 using System;
 2 using System.Threading;
 3 using static System.Console;
 4 using static System.Threading.Thread;
 5 
 6 namespace Recipe05
 7 {
 8     class Program
 9     {
10         private static ManualResetEventSlim mainEvent = new ManualResetEventSlim(false);
11 
12         static void TravelThroughGates(string threadName, int seconds)
13         {
14             WriteLine($"{threadName} falls to sleep");
15             Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
16             WriteLine($"{threadName} waits for the gates to open!");
17             mainEvent.Wait();
18             WriteLine($"{threadName} enters the gates!");
19         }
20         
21         static void Main(string[] args)
22         {
23             var t1 = new Thread(() => TravelThroughGates("Thread 1", 5));
24             var t2 = new Thread(() => TravelThroughGates("Thread 2", 6));
25             var t3 = new Thread(() => TravelThroughGates("Thread 3", 12));
26 
27             t1.Start();
28             t2.Start();
29             t3.Start();
30 
31             Sleep(TimeSpan.FromSeconds(6));
32             WriteLine("The gates are now open!");
33             mainEvent.Set();
34             Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
35             mainEvent.Reset();
36             WriteLine("The gates have been closed!");
37             Sleep(TimeSpan.FromSeconds(10));
38             WriteLine("The gates are now open for the second time!");
39             mainEvent.Set();
40             Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
41             WriteLine("The gates have been closed!");
42             mainEvent.Reset();
43         }
44     }
45 }

3、运行该控制台应用程序，运行效果（每次运行效果可能不同）如下图所示：

　　在第10行代码处，我们定义了一个ManualResetEventSlim类型的实例mainEvent，并给它的构造方法的“initialState”参数传递了false值，表示该对象的初始状态为“无信号状态”。

　　在第23~25行代码处，我们创建了三个线程t1、t2和t3。这三个线程都用于执行“TraveThroughGates”方法，在该方法的内部，我们调用了ManualResetEventSlim实例mainEvent的“Wait”方法，以阻塞t1、t2和t3线程的执行。

　　在第31行代码处，我们让主线程阻塞6秒钟，在这六秒钟内，线程t1和t2都执行到第17行代码处，这个时候线程t1和t2都阻塞，并且等待mainEvent的“Set”方法被调用，以接收信号后继续执行。主线程阻塞6秒钟后，会执行第33行代码，执行完毕这行代码之后，线程t1和t2都会接收到通知，因此，线程t1和t2都会继续往下执行，从而都执行第18行代码，之后线程t1和t2执行完毕，结束。

　　由于线程t3在主线程执行到第33行代码处的时候，还在阻塞（因为执行了第15行代码）中，因此线程t3在主线程执行到第33行代码处的时候不受影响，继续阻塞。

　　当主线程执行到第34行代码处的时候，线程t3依然在阻塞状态中。在主线程执行了第35行代码之后，mainEvent被重置为“无信号状态”。当主线程执行到第37行代码处，主线程被阻塞10秒钟。在主线程被阻塞的10秒钟内，线程t3会执行到第17行代码处，从而t3线程被阻塞，等待通知的到来，才能继续执行。

　　当主线程阻塞10秒钟之后，会执行第39行代码，从而导致线程t3继续执行，因此会执行第18行代码，线程t3结束。

　　然后主线程阻塞2秒钟后，又将mainEvent重置为“无信号状态”，然后主线程结束。

六、使用CountdownEvent构造

　　在这一小节中，我们将学习如何使用CountdownEvent构造等待发送一定数量的通知后，才继续执行被阻塞的线程。学习步骤如下所示：

1、使用Visual Studio 2015创建一个新的控制台应用程序。

2、双击打开“Program.cs”文件，编写代码如下所示：

 1 using System;
 2 using System.Threading;
 3 using static System.Console;
 4 using static System.Threading.Thread;
 5 
 6 namespace Recipe06
 7 {
 8     class Program
 9     {
10         private static CountdownEvent countdown = new CountdownEvent(2);
11 
12         static void PerformOperation(string message, int seconds)
13         {
14             Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
15             WriteLine(message);
16             countdown.Signal();
17         }
18 
19         static void Main(string[] args)
20         {
21             WriteLine("Starting two operations");
22             var t1 = new Thread(() => PerformOperation("Operation 1 is completed", 4));
23             var t2 = new Thread(() => PerformOperation("Operation 2 is completed", 8));
24 
25             t1.Start();
26             t2.Start();
27             countdown.Wait();
28             WriteLine("Both operations have been completed.");
29             countdown.Dispose();
30         }
31     }
32 }

3、运行该控制台应用程序，运行效果如下图所示：

　　在第10行代码处，我们创建了一个CountdownEvent的实例countdown，并给该构造方法的“initialCount”参数传递了数值2，表示我们希望等待2个通知发送完毕后，被阻塞的线程才能继续执行。

　　在第22~23行代码处，我们创建了两个新线程用于执行“PerformOperation”方法，在该方法中，我们调用了countdown的“Signal”方法，用于发送通知，并减小CountdownEvent的CurrentCount的值，当CurrentCount的值减少到0时，被阻塞的线程才能继续执行。

　　在第27行代码处，我们在主线程中调用了countdown的“Wait”方法，从而主线程被阻塞，直到接收到通知并且CurrentCount的值为0时，主线程才能继续执行。

　　注意，如果将第10行代码处的2修改为3，再次运行该程序，主线程会一直等待，不会结束，因为CurrentCount的值没有减少到0。

栏目列表