在.net面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)階段在線(xiàn)程資源共享中的線(xiàn)程安全和線(xiàn)程沖突的解決方案；多線(xiàn)程同步，使用線(xiàn)程鎖和線(xiàn)程通知實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程同步，具體內(nèi)容介紹如下：

1、 ThreadStatic特性

特性：[ThreadStatic]

功能：指定靜態(tài)字段在不同線(xiàn)程中擁有不同的值

在此之前，我們先看一個(gè)多線(xiàn)程的示例：

我們定義一個(gè)靜態(tài)字段：

 static int num = 0;
 然后創(chuàng)建兩個(gè)線(xiàn)程進(jìn)行分別累加：

new Thread(() =>
{
 for (int i = 0; i < 1000000; i++)
 ++num;
 Console.WriteLine("來(lái)自{0}:{1}", Thread.CurrentThread.Name, num);
})
{ Name = "線(xiàn)程一" }.Start(); 

new Thread(() =>
{
 for (int i = 0; i < 2000000; i++)
 ++num;
 Console.WriteLine("來(lái)自{0}:{1}", Thread.CurrentThread.Name, num);
})
{ Name = "線(xiàn)程二" }.Start();

運(yùn)行多次結(jié)果如下：

可以看到，三次的運(yùn)行結(jié)果均不相同,產(chǎn)生這種問(wèn)題的原因是多線(xiàn)程中同步共享問(wèn)題導(dǎo)致的，即是多個(gè)線(xiàn)程同時(shí)共享了一個(gè)資源。如何解決上述問(wèn)題，最簡(jiǎn)單的方法就是使用靜態(tài)字段的ThreadStatic特性。

在定義靜態(tài)字段時(shí)，加上[ThreadStatic]特性，如下：

不論運(yùn)行多少次，結(jié)果都是一樣的，當(dāng)字段被ThreadStatic特性修飾后，它的值在每個(gè)線(xiàn)程中都是不同的，即每個(gè)線(xiàn)程對(duì)static字段都會(huì)重新分配內(nèi)存空間，就當(dāng)然于一次new操作，這樣一來(lái)，由于static字段所產(chǎn)生的問(wèn)題也就沒(méi)有了。

2. 資源共享

多線(xiàn)程的資源共享，也就是多線(xiàn)程同步（即資源同步），需要注意的是線(xiàn)程同步指的是線(xiàn)程所訪(fǎng)問(wèn)的資源同步，并非是線(xiàn)程本身的同步。

在實(shí)際使用多線(xiàn)程的過(guò)程中，并非都是各個(gè)線(xiàn)程訪(fǎng)問(wèn)不同的資源。

下面看一個(gè)線(xiàn)程示例，假如我們并不知道線(xiàn)程要多久完成，我們等待一個(gè)固定的時(shí)間（假如是500毫秒）:

先定義一個(gè)靜態(tài)字段：

 static int result;
創(chuàng)建線(xiàn)程：

Thread myThread = new Thread(() =>
{
 Thread.Sleep(1000);
 result = 100;
});
myThread.Start();
Thread.Sleep(500); 
Console.WriteLine(result);

運(yùn)行結(jié)果如下：

可以看到結(jié)果是0，顯然不是我們想要的，但往往在線(xiàn)程執(zhí)行過(guò)程中，我們并不知道它要多久完成，能不能在線(xiàn)程完成后有一個(gè)通知？

這里有很多笨的方法，比如我們可能會(huì)想到使用一個(gè)循環(huán)來(lái)檢測(cè)線(xiàn)程狀態(tài)，這些都不是理想的。

.NET為我們提供了一個(gè)Join方法，就是線(xiàn)程阻塞，可以解決上述問(wèn)題，我們使用Stopwatch來(lái)記時(shí)，

改進(jìn)線(xiàn)程代碼如下：

System.Diagnostics.Stopwatch watch = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew();
Thread myThread = new Thread(() =>
{
 Thread.Sleep(1000);
 result = 100;
});
myThread.Start();
Thread.Sleep(500);
myThread.Join();
Console.WriteLine(watch.ElapsedMilliseconds);
Console.WriteLine(result);

運(yùn)行結(jié)果如下：

 結(jié)果和我們想要的是一致的。

3. 線(xiàn)程鎖

除了上面示例的方法，對(duì)于線(xiàn)程同步，.NET還為我們提供了一個(gè)鎖機(jī)制來(lái)解決同步，再次改進(jìn)上面示例如下：

先定義一個(gè)靜態(tài)字段來(lái)存儲(chǔ)鎖：

static object locker = new object();
這里我們可以先不用考慮這個(gè)對(duì)象是什么。繼續(xù)看改進(jìn)后的線(xiàn)程：

System.Diagnostics.Stopwatch watch = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew();
Thread t1 = new Thread(() =>
{
 lock (locker)
 {
 Thread.Sleep(1000);
 result = 100;
 }
});
t1.Start();
Thread.Sleep(100);
lock (locker)
{
 Console.WriteLine("線(xiàn)程耗時(shí)："+watch.ElapsedMilliseconds);
 Console.WriteLine("線(xiàn)程輸出："+result);
}

運(yùn)行結(jié)果如下：

運(yùn)行結(jié)果和上面示例一樣，如果線(xiàn)程處理過(guò)程較復(fù)雜，可以看到耗時(shí)明顯減少，這是一種用比阻塞更效率的方式完成線(xiàn)程同步。

4. 線(xiàn)程通知

前面說(shuō)到了能否在一個(gè)線(xiàn)程完成后，通知等待的線(xiàn)程呢，這里.NET為我們提供了一個(gè)事件通知的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

4.1 AutoResetEvent 

先定義一個(gè)通知對(duì)象

System.Diagnostics.Stopwatch watch = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew();
Thread myThread = new Thread(() =>
{
 Thread.Sleep(1000);
 result = 100;
 tellMe.Set();
});
myThread.Start();
tellMe.WaitOne();
Console.WriteLine("線(xiàn)程耗時(shí)：" + watch.ElapsedMilliseconds);
Console.WriteLine("線(xiàn)程輸出：" + result);

 運(yùn)行結(jié)果如下：

4.2 ManualResetEvent

和AutoResetEvent 相對(duì)的還有一個(gè) ManualResetEvent 手動(dòng)模式，他們的區(qū)別在于，在線(xiàn)程結(jié)束后ManualResetEvent 還是可以通行的，除非手動(dòng)Reset關(guān)閉。下面看一個(gè)示例：

先定義一個(gè)手動(dòng)通知的對(duì)象：

static EventWaitHandle mre = new ManualResetEvent(false);

創(chuàng)建線(xiàn)程：

System.Diagnostics.Stopwatch watch = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew();
Thread myThreadFirst = new Thread(() =>
{
 Thread.Sleep(1000);
 result = 100;
 mre.Set();
}) { Name = "線(xiàn)程一" };
Thread myThreadSecond = new Thread(() =>
{
 mre.WaitOne();
 Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + "獲取結(jié)果:" + result + "("+System.DateTime.Now.ToString()+")");
}) { Name="線(xiàn)程二"};
myThreadFirst.Start();
myThreadSecond.Start();
mre.WaitOne();
Console.WriteLine("線(xiàn)程耗時(shí)：" + watch.ElapsedMilliseconds + "(" + System.DateTime.Now.ToString() + ")");
Console.WriteLine("線(xiàn)程輸出：" + result + "(" + System.DateTime.Now.ToString() + ")");

運(yùn)行結(jié)果如下：

4.3. Semaphore

Semaphore也是線(xiàn)程通知的一種，上面的通知模式，在線(xiàn)程開(kāi)啟的數(shù)量很多的情況下，使用Reset()關(guān)閉時(shí)，如果不使用Sleep休眠一下，很有可能導(dǎo)致某些線(xiàn)程沒(méi)有恢復(fù)的情況下，某一線(xiàn)程提前關(guān)閉，對(duì)于這種很難預(yù)測(cè)的情況，.NET提供了更高級(jí)的通知方式Semaphore,可以保證在超多線(xiàn)程時(shí)不會(huì)出現(xiàn)上述問(wèn)題。

先定義一個(gè)通知對(duì)象的靜態(tài)字段：

for (int i = 1; i <= 100; i++)
{
 new Thread(() =>
 {
 sem.WaitOne();
 Thread.Sleep(30);
 Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name+" "+DateTime.Now.ToString());
 sem.Release();
 }) { Name="線(xiàn)程"+i}.Start();
}

運(yùn)行結(jié)果如下：

可以看到完整的輸出我們所想要看到的結(jié)果。

5. 本節(jié)要點(diǎn)：

A.線(xiàn)程中靜態(tài)字段的ThreadStatic特性，使用該字段在不同線(xiàn)程中擁有不同的值

B.線(xiàn)程同步的幾種方式，線(xiàn)程鎖和線(xiàn)程通知

C.線(xiàn)程通知的兩種方式：AutoResetEvent /ManualResetEvent  和 Semaphore

到此為止.net面向?qū)ο笾嗑€(xiàn)程(Multithreading)及多線(xiàn)程高級(jí)應(yīng)用介紹到此為止。

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