詳細解析C#多線程同步事件及等待句柄

更新時間：2016年11月09日 08:42:44 作者：wangqiuyun

本篇文章主要介紹了C#多線程同步事件及等待句柄，希望通過本篇的介紹能對常見的線程同步方法有一個整體的認識，有需要的可以了解一下。

最近搗鼓了一下多線程的同步問題，發(fā)現(xiàn)其實C#關于多線程同步事件處理還是很靈活，這里主要寫一下，自己測試的一些代碼，涉及到了AutoResetEvent 和 ManualResetEvent，當然還有也簡要提了一下System.Threading.WaitHandle.WaitOne 、System.Threading.WaitHandle.WaitAny和System.Threading.WaitHandle.WaitAll ，下面我們一最初學者的角度來看，多線程之間的同步。

假設有這樣的一個場景，主線程開了一個子線程，讓子線程等著，等主線程完成了某件事情時再通知子線程去往下執(zhí)行，這里關鍵就在于這個怎讓子線程等著，主線程怎通知子線程，一般情況下我們不難想到用一個公共變量，于是咱們就有了下面的代碼：

using System; 
using System.Collections.Generic; 
using System.Text; 
using System.Threading; 
 
namespace AutoResetEventTest 
{ 
  class Class1 
  { 
    static bool flag = true; 
 
    static void DoWork() 
    { 
      Console.WriteLine("  worker thread started, now waiting on event..."); 
      while (flag) 
      { 
 
      } 
      Console.WriteLine("  worker thread reactivated, now exiting..."); 
    } 
 
    static void Main() 
    { 
      Console.WriteLine("main thread starting worker thread..."); 
      Thread t = new Thread(DoWork); 
      t.Start(); 
 
      Console.WriteLine("main thrad sleeping for 1 second..."); 
      Thread.Sleep(1000); 
 
      Console.WriteLine("main thread signaling worker thread..."); 
      flag = false; 
    } 
  } 
}

雖然目的達到了，但是看著這代碼就糾結，下面該是我們的主角上場了，AutoResetEvent 和 ManualResetEvent，關于這兩者我們暫且認為是差不多了，稍后我會介紹他們的不同，這里以AutoResetEvent為例，其實很多官方的說法太過于抽象，這里通俗地講，可以認為AutoResetEvent就是一個公共的變量（盡管它是一個事件），創(chuàng)建的時候可以設置為false，然后在要等待的線程使用它的WaitOne方法，那么線程就一直會處于等待狀態(tài)，只有這個AutoResetEvent被別的線程使用了Set方法，也就是要發(fā)通知的線程使用了它的Set方法，那么等待的線程就會往下執(zhí)行了，Set就是發(fā)信號，WaitOne是等待信號，只有發(fā)了信號，等待的才會執(zhí)行。如果不發(fā)的話，WaitOne后面的程序就永遠不會執(zhí)行。好下面看用AutoResetEvent改造上面的程序：

using System; 
using System.Collections.Generic; 
using System.Text; 
using System.Threading; 
 
namespace AutoResetEventTest 
{ 
  class Class2 
  { 
    static AutoResetEvent mEvent=new AutoResetEvent(false); 
    //static ManualResetEvent mEvent = new ManualResetEvent(false); 
 
    static void DoWork() 
    { 
      Console.WriteLine("  worker thread started, now waiting on event..."); 
      mEvent.WaitOne(); 
      Console.WriteLine("  worker thread reactivated, now exiting..."); 
    } 
 
    static void Main() 
    { 
      Console.WriteLine("main thread starting worker thread..."); 
      Thread t = new Thread(DoWork); 
      t.Start(); 
 
      Console.WriteLine("main thrad sleeping for 1 second..."); 
      Thread.Sleep(1000); 
 
      Console.WriteLine("main thread signaling worker thread..."); 
      mEvent.Set(); 
    } 
  } 
}

這時代碼是不是清爽多了，這里其實你還會看到，把上面的AutoResetEvent換成ManualResetEvent也是沒有問題的，那么它兩之間的區(qū)別是什么呢？個人認為它們最大的區(qū)別在于，無論何時，只要 AutoResetEvent 激活線程，它的狀態(tài)將自動從終止變?yōu)榉墙K止。相反，ManualResetEvent 允許它的終止狀態(tài)激活任意多個線程，只有當它的 Reset 方法被調(diào)用時才還原到非終止狀態(tài)。開下面的代碼：

using System; 
using System.Collections.Generic; 
using System.Text; 
using System.Threading; 
 
namespace AutoResetEventTest 
{ 
  class Class3 
  { 
    static AutoResetEvent mEvent = new AutoResetEvent(false); 
    //static ManualResetEvent mEvent = new ManualResetEvent(false); 
 
    static void DoWork() 
    { 
      Console.WriteLine("  worker thread started, now waiting on event..."); 
      for (int i = 0; i < 3; i++) 
      { 
        mEvent.WaitOne(); 
        //mEvent.Reset(); 
        Console.WriteLine("  worker thread reactivated, now exiting..."); 
      } 
    } 
 
    static void Main() 
    { 
      Console.WriteLine("main thread starting worker thread..."); 
      Thread t = new Thread(DoWork); 
      t.Start(); 
 
      for (int i = 0; i < 3; i++) 
      { 
        Thread.Sleep(1000); 
        Console.WriteLine("main thread signaling worker thread..."); 
        mEvent.Set(); 
      } 
    } 
  } 
}

如果你想僅僅把AutoResetEvent換成ManualResetEvent的話，你發(fā)現(xiàn)輸出就會亂套了，為什么呢？

假如有autoevent.WaitOne()和manualevent.WaitOne()，當線程得到信號后都得以繼續(xù)執(zhí)行。差別就在調(diào)用后,autoevent.WaitOne()每次只允許一個線程進入，當某個線程得到信號(也就是有其他線程調(diào)用了autoevent.Set()方法后)后，autoevent會自動又將信號置為不發(fā)送狀態(tài)，則其他調(diào)用WaitOne的線程只有繼續(xù)等待，也就是說,autoevent一次只喚醒一個線程。而manualevent則可以喚醒多個線程，當某個線程調(diào)用了set方法后，其他調(diào)用waitone的線程獲得信號得以繼續(xù)執(zhí)行，而manualevent不會自動將信號置為不發(fā)送，也就是說，除非手工調(diào)用了manualevent.Reset()方法，否則manualevent將一直保持有信號狀態(tài)，manualevent也就可以同時喚醒多個線程繼續(xù)執(zhí)行。

在上面代碼中，如果將AutoResetEvent換成ManualResetEvent的話，只要要在waitone后面做下reset，就會達到同樣的效果。

之后咱們再來個簡單的例子：

using System; 
using System.Collections.Generic; 
using System.Text; 
using System.Threading; 
 
namespace AutoResetEventTest 
{ 
  class Class4 
  { 
    public static AutoResetEvent mEvent = new AutoResetEvent(false); 
 
    public static void trmain() 
    { 
      Thread tr = Thread.CurrentThread; 
      Console.WriteLine("thread: waiting for an event"); 
      mEvent.WaitOne(); 
      Console.WriteLine("thread: got an event"); 
      for (int x = 0; x < 10; x++) 
      { 
        Thread.Sleep(1000); 
        Console.WriteLine(tr.Name + ": " + x); 
      } 
    } 
    static void Main(string[] args) 
    { 
      Thread thrd1 = new Thread(new ThreadStart(trmain)); 
      thrd1.Name = "thread1"; 
      thrd1.Start(); 
      for (int x = 0; x < 10; x++) 
      { 
        Thread.Sleep(900); 
        Console.WriteLine("Main:" + x); 
        if (5 == x) mEvent.Set(); 
      } 
      while (thrd1.IsAlive) 
      { 
        Thread.Sleep(1000); 
        Console.WriteLine("Main: waiting for thread to stop"); 
      } 
    } 
  } 
}

是不是更有感覺了？之后咱來看看另外幾個東東：

System.Threading.WaitHandle.WaitOne 使線程一直等待，直到單個事件變?yōu)榻K止狀態(tài)；

System.Threading.WaitHandle.WaitAny 阻止線程，直到一個或多個指示的事件變?yōu)榻K止狀態(tài)；

System.Threading.WaitHandle.WaitAll 阻止線程，直到所有指示的事件都變?yōu)榻K止狀態(tài)。

然后再來個例子，以WaitAll使用為例：

using System; 
using System.Collections.Generic; 
using System.Text; 
using System.Threading; 
 
namespace AutoResetEventTest 
{ 
  class other 
  { 
    static void Main(string[] args) 
    { 
      Random randomGenerator = new Random(); 
      AutoResetEvent[] resets=new AutoResetEvent[5]; 
 
      for (int i = 0; i < 5; i++) 
      { 
        resets[i] = new AutoResetEvent(false); 
        int wTime = randomGenerator.Next(10)+1; 
 
        worker w = new worker(wTime, resets[i]); 
 
        Thread thrd1 = new Thread(new ThreadStart(w.work)); 
        thrd1.Start();  
      } 
      WaitHandle.WaitAll(resets); 
      Console.WriteLine("ALL worker done - main exiting."); 
    } 
 
  } 
 
  public class worker 
  { 
    public string name; 
    public int wTime; 
    public AutoResetEvent mEvent; 
 
    public worker(int w, AutoResetEvent m) 
    { 
      name = w.ToString(); 
      wTime = w * 1000; 
      mEvent = m; 
    } 
 
    public void work() 
    { 
      Console.WriteLine(name + " worker thread waiting for " + wTime + "...."); 
      Thread.Sleep(wTime); 
      Console.WriteLine(name + " worker thread back..."); 
      mEvent.Set(); 
    } 
  } 
}

簡單來說就是，開了5個線程，每個線程隨機休眠若干秒，都完成后通知主線程退出，這里就開了一個AutoResetEvent數(shù)組，主線程就WaitHandle.WaitAll(resets) ，子線程休眠完后就Set1個AutoResetEvent，最后都Set完后，主線程就會往下執(zhí)行。最后最后再來個買書付款取貨的例子，加深理解：

using System; 
using System.Collections.Generic; 
using System.Text; 
using System.Threading; 
 
namespace AutoResetEventTest 
{ 
  class Program 
  { 
    const int numIterations = 10; 
    static AutoResetEvent myResetEvent = new AutoResetEvent(false); 
    static AutoResetEvent ChangeEvent = new AutoResetEvent(false); 
    //static ManualResetEvent myResetEvent = new ManualResetEvent(false); 
    //static ManualResetEvent ChangeEvent = new ManualResetEvent(false); 
    static int number; //這是關鍵資源 
 
    static void Main() 
    { 
      Thread payMoneyThread = new Thread(new ThreadStart(PayMoneyProc)); 
      payMoneyThread.Name = "付錢線程"; 
      Thread getBookThread = new Thread(new ThreadStart(GetBookProc)); 
      getBookThread.Name = "取書線程"; 
      payMoneyThread.Start(); 
      getBookThread.Start(); 
 
      for (int i = 1; i <= numIterations; i++) 
      { 
        Console.WriteLine("買書線程：數(shù)量{0}", i); 
        number = i; 
        //Signal that a value has been written. 
        myResetEvent.Set(); 
        //ChangeEvent.Set(); 
        Thread.Sleep(10); 
      } 
      payMoneyThread.Abort(); 
      getBookThread.Abort(); 
    } 
 
    static void PayMoneyProc() 
    { 
      while (true) 
      { 
        myResetEvent.WaitOne(); 
        //myResetEvent.Reset(); 
        Console.WriteLine("{0}：數(shù)量{1}", Thread.CurrentThread.Name, number); 
        ChangeEvent.Set(); 
      } 
    } 
    static void GetBookProc() 
    { 
      while (true) 
      { 
        ChangeEvent.WaitOne(); 
        //ChangeEvent.Reset();         
        Console.WriteLine("{0}：數(shù)量{1}", Thread.CurrentThread.Name, number); 
        Console.WriteLine("------------------------------------------"); 
        //Thread.Sleep(0); 
      } 
    } 
  } 
}

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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