快捷導(dǎo)航

C#中AutoResetEvent控制線程用法小結(jié)

更新時(shí)間：2022年07月18日 15:25:42 作者：返回主頁大漠孤煙直，長(zhǎng)河落日?qǐng)A

本文主要來自一道面試題，由于之前對(duì)AutoResetEvent的概念比較模糊，面試題題目很簡(jiǎn)潔：兩個(gè)線程交替打印0~100的奇偶數(shù)，你可以先動(dòng)手試試，我主要是嘗試在一個(gè)方法里面完成這個(gè)任務(wù),需要的朋友可以參考下

本文主要來自一道面試題，由于之前對(duì)AutoResetEvent的概念比較模糊（即使已經(jīng)使用過了）。面試題題目很簡(jiǎn)潔：兩個(gè)線程交替打印0~100的奇偶數(shù)。你可以先動(dòng)手試試，我主要是嘗試在一個(gè)方法里面完成這個(gè)任務(wù)。

注: Suspend，Resume來控制線程已經(jīng)在.net framework2.0被淘汰了，原因就是掛起之后,但因?yàn)楫惓６鴽]有及時(shí)恢復(fù)，如果占用資源會(huì)導(dǎo)致死鎖。

AutoResetEvent對(duì)象用來進(jìn)行線程同步操作，AutoResetEvent類繼承waitHandle類。waitOne()方法就繼承來自waitHandle類。
AutoResetEvent對(duì)象有終止和非終止兩種狀態(tài)，終止?fàn)顟B(tài)是線程繼續(xù)執(zhí)行，非終止?fàn)顟B(tài)使線程阻塞，可以調(diào)用set和reset方法使對(duì)象進(jìn)入終止和非終止?fàn)顟B(tài)。-》可以簡(jiǎn)單理解如果AutoResetEvent對(duì)象是終止?fàn)顟B(tài)，就像不管別人了，任你撒野去（waitOne()得到的都是撒野信號(hào)）
AutoResetEvent顧名思義，其對(duì)象在調(diào)用一次set之后會(huì)自動(dòng)調(diào)用一次reset，進(jìn)入非終止?fàn)顟B(tài)使調(diào)用了等待方法的線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)。-》可以簡(jiǎn)單理解如果AutoResetEvent對(duì)象是非終止?fàn)顟B(tài)，就開始管理起別人來了，此時(shí)waitOne()得到的信號(hào)都是呆在原地不動(dòng)信號(hào)。
waitHandle對(duì)象的waitone可以使當(dāng)前線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)，等待一個(gè)信號(hào)。直到當(dāng)前 waitHandle對(duì)象收到信號(hào)，才會(huì)繼續(xù)執(zhí)行。
set可以發(fā)送一個(gè)信號(hào)，允許一個(gè)調(diào)用waitone而等待線程繼續(xù)執(zhí)行。 ManulResetEvent的set方法可以允許多個(gè)。但是要手動(dòng)關(guān)閉，即調(diào)用reset()；
reset可以使因?yàn)檎{(diào)用waitone() 而等待線程都進(jìn)入阻塞狀態(tài)。

AutoResetEvent主要方法及實(shí)踐

AutoResetEvent(bool initialState)：構(gòu)造函數(shù)，用一個(gè)指示是否將初始狀態(tài)設(shè)置為終止的布爾值初始化該類的新實(shí)例。 false：無信號(hào)，子線程的WaitOne方法不會(huì)被自動(dòng)調(diào)用 true：有信號(hào)，子線程的WaitOne方法會(huì)被自動(dòng)調(diào)用
Reset ()：將事件狀態(tài)設(shè)置為非終止?fàn)顟B(tài)，導(dǎo)致線程阻止；如果該操作成功，則返回true；否則，返回false。
Set ()：將事件狀態(tài)設(shè)置為終止?fàn)顟B(tài)，允許一個(gè)或多個(gè)等待線程繼續(xù)；如果該操作成功，則返回true；否則，返回false。
WaitOne()：阻止當(dāng)前線程，直到收到信號(hào)。
WaitOne(TimeSpan, Boolean) ：阻止當(dāng)前線程，直到當(dāng)前實(shí)例收到信號(hào)，使用 TimeSpan 度量時(shí)間間隔并指定是否在等待之前退出同步域。

有了上面的解釋，開始展示代碼（經(jīng)過多次優(yōu)化）

 //若要將初始狀態(tài)設(shè)置為終止，則為 true；若要將初始狀態(tài)設(shè)置為非終止，則為 false
        static AutoResetEvent oddResetEvent = new AutoResetEvent(false);
        static AutoResetEvent evenResetEvent = new AutoResetEvent(false);
        static int i = 0;
        static void Main(string[] args)
        {
            //ThreadStart是個(gè)委托
            Thread thread1 = new Thread(new ThreadStart(show));
            thread1.Name = "偶數(shù)線程";
            Thread thread2 = new Thread(new ThreadStart(show));
            thread2.Name = "奇數(shù)線程";
            thread1.Start();
           Thread.Sleep(2); //保證偶數(shù)線程先運(yùn)行。
            thread2.Start();
            Console.Read();

        }
        public static void show()
        {
             while (i <= 100)
            {
                int num = i % 2;
                if (num == 0)
                {
                    Console.WriteLine("{0}:{1} {2}  ", Thread.CurrentThread.Name, i++, "evenResetEvent");
                    if(i!=1) evenResetEvent.Set(); 
                    oddResetEvent.WaitOne(); //當(dāng)前線程阻塞
                   
                }
               else
                {  
                    Console.WriteLine("{0}:{1} {2} ", Thread.CurrentThread.Name, i++, "oddResetEvent");
                    //如果此時(shí)AutoResetEvent 為非終止?fàn)顟B(tài)，則線程會(huì)被阻止，并等待當(dāng)前控制資源的線程通過調(diào)用 Set 來通知資源可用。否則不會(huì)被阻止
                     oddResetEvent.Set();
                    evenResetEvent.WaitOne();
                }
            }
        }

結(jié)果如下圖所示：

注意點(diǎn)：
不要有一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)多余的evenResetEvent.Set(),他會(huì)讓后續(xù)的 evenResetEvent.WaitOne();失效.

第二種方法Semaphore

此外，我們利用信號(hào)量也可以實(shí)現(xiàn)，信號(hào)量是一種內(nèi)核模式鎖，對(duì)性能要求比較高，特殊情況下才考慮使用，而且要避免在內(nèi)核模式和用戶模式下頻繁相互切換線程。代碼如下：

 private static readonly int MaxSize = 1;
        private static int i = 0;
        static Semaphore oddSemaphore = new Semaphore(0, MaxSize);
        static Semaphore evenSemaphore = new Semaphore(0, MaxSize);

        static void Main(string[] args)
        {
            System.Diagnostics.Stopwatch stopwatch = new System.Diagnostics.Stopwatch();
            stopwatch.Start();
            //ThreadStart是個(gè)委托
            Thread thread1 = new Thread(new ThreadStart(show));
            thread1.Name = "偶數(shù)線程";
            Thread thread2 = new Thread(new ThreadStart(show));
            thread2.Name = "奇數(shù)線程";
            thread1.Start();
            thread2.Start();
            thread1.Join();
            stopwatch.Stop();
            Console.WriteLine(stopwatch.Elapsed.TotalMilliseconds);
            Console.Read();
        }

        private static void show()
        {
            if(i==1) evenSemaphore.WaitOne();
            while (i <= 100)
            {
                int num = i % 2;
                if (num == 0)
                {
                    Console.WriteLine("{0}:{1}  {2}    ", Thread.CurrentThread.Name, i++, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                    evenSemaphore.Release();
                    oddSemaphore.WaitOne(); //當(dāng)前線程阻塞
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine("{0}:{1}  {2}    ", Thread.CurrentThread.Name, i++, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                    //釋放一個(gè)偶數(shù)信號(hào)空位出來；
                    oddSemaphore.Release();
                    evenSemaphore.WaitOne(); //當(dāng)前線程阻塞
                    //此時(shí)已經(jīng)消耗了一個(gè)奇數(shù)信號(hào)空位
                }
            }
        }

第三種方法，約定每個(gè)線程只干自己的事

這種方法利用線程池本身就是隊(duì)列的方式,即先進(jìn)先出。測(cè)試之后發(fā)現(xiàn)性能有下降，但是還是貼出來供參考。

      static int threadCount = 2;
        static int count = 0;
        static object cursorLock = new object();
        static void Main(string[] args)
        {
            System.Diagnostics.Stopwatch stopwatch = new System.Diagnostics.Stopwatch();
            stopwatch.Start();
            Task[] arr = new Task[2];
            for (int threadIndex = 0; threadIndex < threadCount; threadIndex++)
            {
                //這兩種方法都可以
                arr[threadIndex] = Task.Factory.StartNew(PrintNum, threadIndex);
            }
            Task.WaitAll(arr);
            stopwatch.Stop();
            Console.WriteLine(stopwatch.Elapsed.TotalMilliseconds);
            Console.Read();
        }


        private static void PrintNum(object num)
        {
            bool isOk = false;
            while (!isOk)
            {
                lock (cursorLock)
                {
                    int index = count % 2;
                    if (count>100)
                    {
                        isOk = true;
                    }
                    else if (index == (int)num)
                    {
                        if (index == 0) Console.WriteLine("{0}:{1} {2} ", "偶數(shù)線程", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, count++);
                        else Console.WriteLine("{0}:{1} {2} ", "奇數(shù)線程", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, count++);
                    }
                }
            }
        }

結(jié)果如下：

第四種方法 Mutex

        private static int i = 0;
        static Mutex mutex = new Mutex();
     
        static void Main(string[] args)
        {
            System.Diagnostics.Stopwatch stopwatch = new System.Diagnostics.Stopwatch();
            stopwatch.Start();
            //ThreadStart是個(gè)委托
            Thread thread1 = new Thread(new ParameterizedThreadStart(show));
            thread1.Name = "偶數(shù)線程";
            Thread thread2 = new Thread(new ParameterizedThreadStart(show));
            thread2.Name = "奇數(shù)線程";
            thread1.Start(0);
            thread2.Start(1);
            thread2.Join();
            stopwatch.Stop();
            Console.WriteLine(stopwatch.Elapsed.TotalMilliseconds);
            Console.Read();
        }
        /// <summary>
        /// Mutex的釋放與鎖定 都只能在同一個(gè)線程中執(zhí)行
        /// </summary>
        private static void show(object index)
        {
            while (i <= 100)
            {
                mutex.WaitOne();
                int num = i % 2;
                if (num == (int)index&&i<=100)
                {
                    Console.WriteLine("{0}:{1}  {2}  ", Thread.CurrentThread.Name, i++, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                }
                mutex.ReleaseMutex();
            }
           
        }

有關(guān)概念資料

http://www.dbjr.com.cn/article/180789.htm

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