C#線程同步--線程通信
問題抽象：當某個操作的執行必須依賴於另一個操作的完成時，需要有個機制來保證這種先後關系。
線程通信方案：ManualResetEventSlim、ManualResetEvent、AutoResetEvent
方案特性：提供線程通知的能力，沒有接到通知前，線程必須等待，有先後順序。
1、ManualResetEvent類
對象有兩種信號量狀態True和False。構造函數設置初始狀態。簡單來說，
◆ 如果構造函數由true創建，則第一次WaitOne()不會阻止線程的執行，而是等待Reset後的第二次WaitOne()才阻止線程執行。
◆ 如果構造函數有false創建，則WaitOne()必須等待Set()才能往下執行。
一句話總結就是：是否忽略第一次阻塞。
方法如下：
◆ WaitOne：該方法用於阻塞線程，默認是無限期的阻塞，支持設置等待時間，如果超時就放棄阻塞，不等了，繼續往下執行;
◆ Set:手動修改信號量為True，也就是恢復線程執行;
◆ ReSet:重置狀態; 重置後，又能WaitOne()啦
using System; using System.Threading; namespace ConsoleApp1 { class Program { //一開始設置為false才會等待收到信號才執行 static ManualResetEvent mr = new ManualResetEvent(false); public static void Main() { Thread tProgram= new Thread(Run); //啟動輔助線程 t.Start(); //等待輔助線程執行完畢之後，主線程才繼續執行 Console.WriteLine("主線程一邊做自己的事，一邊等輔助線程執行!" + DateTime.Now.ToString("mm:ss")); mr.WaitOne(); Console.WriteLine("收到信號，主線程繼續執行" + DateTime.Now.ToString("mm:ss")); Console.ReadKey(); }static void Run() { //模擬長時間任務 Thread.Sleep(3000); Console.WriteLine("輔助線程長時間任務完成！" + DateTime.Now.ToString("mm:ss")); mr.Set(); } } }
在思維上，這個東西可以有兩種用法，一種是讓主線程等待輔助線程，一種是輔助線程等待主線程。
但無論怎麽用，都是讓一個線程等待或喚醒另外一個線程。
Reset方法調用示例
using System; using System.Threading; namespace ConsoleApp1 { class Program { //一開始設置為false,當遇到WaitOne()時，需要Set()才能繼續執行 static ManualResetEvent mr = new ManualResetEvent(false); public static void Main() { Thread t = new Thread(Run); Console.WriteLine("開始" + DateTime.Now.ToString("mm:ss")); t.Start(); mr.WaitOne(); Console.WriteLine("第一次等待完成!" + DateTime.Now.ToString("mm:ss")); mr.Reset(); //重置後，又能WaitOne()啦 mr.WaitOne(3000); Console.WriteLine("第二次等待完成!" + DateTime.Now.ToString("mm:ss")); Console.ReadKey(); } static void Run() { mr.Set(); Thread.Sleep(2000); mr.Set(); } } }Program
如果以上代碼不使用Reset，則直接輸出第二次等待完成，而不會等待2秒。
2、AutoResetEvent類
AutoResetEvent與ManualResetEvent的區別在於AutoResetEvent 的WaitOne會改變信號量的值為false，讓其等待阻塞。
比如說初始信號量為True，如果WaitOne超時信號量將自動變為False，而ManualResetEvent則不會。
第二個區別：
◆ ManualResetEvent：每次可以喚醒一個或多個線程
◆ AutoResetEvent：每次只能喚醒一個線程
using System; using System.Threading; namespace ConsoleApp1 { class Program { static AutoResetEvent ar = new AutoResetEvent(true); public static void Main() { Thread t = new Thread(Run); t.Start(); bool state = ar.WaitOne(1000); Console.WriteLine("當前的信號量狀態:{0}", state); state = ar.WaitOne(1000); Console.WriteLine("再次WaitOne後現在的狀態是:{0}", state); state = ar.WaitOne(1000); Console.WriteLine("再次WaitOne後現在的狀態是:{0}", state); Console.ReadKey(); } static void Run() { Console.WriteLine("當前時間" + DateTime.Now.ToString("mm:ss")); } } }Program
AutoResetEvent 允許線程通過發信號互相通信。通常，此通信涉及線程需要獨占訪問的資源。
線程通過調用 AutoResetEvent 上的 WaitOne 來等待信號。如果 AutoResetEvent 處於非終止狀態，則該線程阻塞，並等待當前控制資源的線程，通過調用 Set 發出資源可用的信號。調用 Set 向 AutoResetEvent 發信號以釋放等待線程。AutoResetEvent 將保持終止狀態，直到一個正在等待的線程被釋放，然後自動返回非終止狀態。如果沒有任何線程在等待，則狀態將無限期地保持為終止狀態。可以通過將一個布爾值傳遞給構造函數來控制 AutoResetEvent 的初始狀態，如果初始狀態為終止狀態，則為 true；否則為 false。
通俗的來講只有等myResetEven.Set()成功運行後,myResetEven.WaitOne()才能夠獲得運行機會;Set是發信號，WaitOne是等待信號，只有發了信號，等待的才會執行。如果不發的話，WaitOne後面的程序就永遠不會執行。下面我們來舉一個例子：我去書店買書，當我選中一本書後我會去收費處付錢，
付好錢後再去倉庫取書。這個順序不能顛倒，我作為主線程，收費處和倉庫做兩個輔助線程，代碼如下：
using System; using System.Threading; namespace ConsoleApp1 { class TestAutoReseEvent { static AutoResetEvent BuyBookEvent = new AutoResetEvent(false); static AutoResetEvent PayMoneyEvent = new AutoResetEvent(false); static AutoResetEvent GetBookEvent = new AutoResetEvent(false); static int number = 10; public static void Run() { Thread buyBookThread = new Thread(new ThreadStart(BuyBookProc)); buyBookThread.Name = "買書線程"; 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"; buyBookThread.Start(); payMoneyThread.Start(); getBookThread.Start(); buyBookThread.Join(); payMoneyThread.Join(); getBookThread.Join(); } static void BuyBookProc() { while (number > 0) { Console.WriteLine("{0}：數量{1}", Thread.CurrentThread.Name, number); PayMoneyEvent.Set(); BuyBookEvent.WaitOne(); Console.WriteLine("------------------------------------------"); number--; } } static void PayMoneyProc() { while (number > 0) { PayMoneyEvent.WaitOne(); Console.WriteLine("{0}：數量{1}", Thread.CurrentThread.Name, number); GetBookEvent.Set(); } } static void GetBookProc() { while (number > 0) { GetBookEvent.WaitOne(); Console.WriteLine("{0}：數量{1}", Thread.CurrentThread.Name, number); BuyBookEvent.Set(); } } } }TestAutoReseEvent
namespace ConsoleApp1 { class Program { public static void Main() { TestAutoReseEvent.Run(); } } }Program
3、ManualResetEventSlim類
ManualResetEventSlim是ManualResetEvent的混合版本,一直保持大門敞開直到手工調用Reset方法，
Set() 相當於打開了大門從而允許準備好的線程接收信號並繼續工作
Reset() 相當於關閉了大門 此時已經準備好執行的信號量 則只能等到下次大門開啟時才能夠執行
using System; using System.Threading; namespace ConsoleApp1 { class Program { static void Main(string[] args) { var t1 = new Thread(() => TravelThroughGates("Thread 1", 5)); var t2 = new Thread(() => TravelThroughGates("Thread 2", 6)); var t3 = new Thread(() => TravelThroughGates("Thread 3", 12)); t1.Start(); t2.Start(); t3.Start(); Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(6)); Console.WriteLine("The gates are now open!"); _mainEvent.Set(); Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2)); _mainEvent.Reset(); Console.WriteLine("The gates have been closed!"); Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(10)); Console.WriteLine("The gates are now open for the second time!"); _mainEvent.Set(); Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2)); Console.WriteLine("The gates have been closed!"); _mainEvent.Reset(); } static void TravelThroughGates(string threadName, int seconds) { Console.WriteLine("{0} falls to sleep {1}", threadName, seconds); Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds)); Console.WriteLine("{0} waits for the gates to open!", threadName); _mainEvent.Wait(); Console.WriteLine("{0} enters the gates!", threadName); } /// <summary> /// ManualResetEventSlim是ManualResetEvent的混合版本,一直保持大門敞開直到手工調用Reset方法， /// _mainEvent.Set 相當於打開了大門從而允許準備好的線程接收信號並繼續工作 /// _mainEvent.Reset 相當於關閉了大門 此時已經準備好執行的信號量 則只能等到下次大門開啟時才能夠執行 /// </summary> static ManualResetEventSlim _mainEvent = new ManualResetEventSlim(false); } }Program
C#線程同步--線程通信