多线程总结之旅(9):线程同步之事件
线程同步事件等待句柄
通过通知操作的方式来保持线程的同步,还可以方便实现对多个线程的优先级比较的操作
本篇继续介绍WaitHandler类及其子类ManualResetEvent,AutoResetEvent的用法。.NET中线程同步的方式多的让人看了眼花缭乱,究竟该怎么去理解呢?其实,我们抛开.NET环境看线程同步,无非是执行两种操作:一是互斥/加锁,目的是保证临界区代码操作的“原子性”;另一种是信号灯操作,目的是保证多个线程按照一定顺序执行,如生产者线程要先于消费者线程执行。.NET中线程同步的类无非是对这两种方式的封装,目的归根结底都可以归结为实现互斥/加锁或者是信号灯这两种方式,只是它们的适用场合有所不同。下面我们根据类的层次结构了解WaitHandler及其子类。
1.WaitHandler
我们已经知道WaitHandle是Mutex,Semaphore,EventWaitHandler,AutoResetEvent,ManualResetEvent共同的祖先,它封装Win32同步句柄内核对象,也就是说是这些内核对象的托管版本。
线程可以通过调用WaitHandler实例的方法WaitOne在单个等待句柄上阻止。此外,WaitHandler类重载了静态方法,以等待所有指定的等待句柄都已收集到信号WaitAll,或者等待某一指定的等待句柄收集到信号WaitAny。这些方法都提供了放弃等待的超时间隔、在进入等待之前退出同步上下文的机会,并允许其它线程使用同步上下文。WaitHandler是C#中的抽象类,不能实例化。
System.Threading.WaitHandle.WaitOne 使线程一直等待,直到单个事件变为终止状态;
System.Threading.WaitHandle.WaitAny 阻止线程,直到一个或多个指示的事件变为终止状态;
System.Threading.WaitHandle.WaitAll 阻止线程,直到所有指示的事件都变为终止状态。
2、ManualResetEvent和AutoResetEvent
区别:ManualResetEvent和AutoResetEvent都继承自EventWaitHandler,它们的唯一区别就在于父类EventWaitHandler的构造函数参数EventResetMode不同,这样我们只要弄清了参数EventResetMode值不同时,EventWaitHandler类控制线程同步的行为有什么不同,两个子类也就清楚了。
1)AutoResetEvent.WaitOne()每次只允许一个线程进入,当某个线程得到信号后,AutoResetEvent会自动又将信号置为不发送状态,则其他调用WaitOne的线程只有继续等待,也就是说AutoResetEvent一次只唤醒一个线程;
2)ManualResetEvent则可以唤醒多个线程,因为当某个线程调用了ManualResetEvent.Set()方法后,其他调用WaitOne的线程获得信号得以继续执行,而ManualResetEvent不会自动将信号置为不发送。
3)也就是说,除非手工调用了ManualResetEvent.Reset()方法,则ManualResetEvent将一直保持有信号状态,ManualResetEvent也就可以同时唤醒多个线程继续执行。
共同点:
1)Set方法将事件状态设置为终止状态,允许一个或多个等待线程继续;Reset方法将事件状态设置为非终止状态,导致线程阻止;WaitOne阻止当前线程,直到当前线程的WaitHandler收到事件信号。
2)可以通过构造函数的参数值来决定其初始状态,若为true则事件为终止状态从而使线程为非阻塞状态,为false则线程为阻塞状态。
3)如果某个线程调用WaitOne方法,则当事件状态为终止状态时,该线程会得到信号,继续向下执行
3、代码示例
上边都是一些理论知识,主要是帮助掌握知识脉络,我们不仅会用,也得知道为什么这样用。
假设有这样的一个场景,主线程开了一个子线程,让子线程等着,等主线程完成了某件事情时再通知子线程去往下执行,这里关键就在于这个怎么让子线程等着,主线程怎通知子线程,一般情况下我们不难想到用一个公共变量,于是咱们就有了下面的代码:
(1)设置公共变量实现功能。
using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; using System.Threading;namespace AutoResetEventTest {class Class1{static bool flag = true;//设置公共变量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;Console.ReadKey();}} }
(2)AutoResetEvent实现功能
设置公共变量的方式虽然达到了目的,但是看着这代码就纠结,下面该是我们的主角上场了,AutoResetEvent 和 ManualResetEvent,这里以AutoResetEvent为例,其实很多官方的说法太过于抽象,这里通俗地讲,可以认为AutoResetEvent就是一个公共的变量(尽管它是一个事件),创建的时候可以设置为false,然后在要等待的线程使用它的WaitOne方法,那么线程就一直会处于等待状态,只有这个AutoResetEvent被别的线程使用了Set方法,也就是要发通知的线程使用了它的Set方法,那么等待的线程就会往下执行了,Set就是发信号,WaitOne是等待信号,只有发了信号,等待的才会执行。如果不发的话,WaitOne后面的程序就永远不会执行。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();Console.ReadKey();}} }
(3)使用AutoResetEvent使代码好多了,这里其实你还会看到,把上面的AutoResetEvent换成ManualResetEvent也是没有问题的,那么它两之间的区别是什么呢?AutoResetEvent.WaitOne()每次只允许一个线程进入,当某个线程得到信号后,AutoResetEvent会自动又将信号置为不发送状态,则其他调用WaitOne的线程只有继续等待,也就是说AutoResetEvent一次只唤醒一个线程;ManualResetEvent则可以唤醒多个线程,因为当某个线程调用了ManualResetEvent.Set()方法后,其他调用WaitOne的线程获得信号得以继续执行,而ManualResetEvent不会自动将信号置为不发送,也就是说,除非手工调用了ManualResetEvent.Reset()方法,则ManualResetEvent将一直保持有信号状态,ManualResetEvent也就可以同时唤醒多个线程继续执行。
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();}}} }
(4)对于(3)中实例,如果你想仅仅把AutoResetEvent换成ManualResetEvent的话,你发现输出就会乱套了,为什么呢?
假如有autoevent.WaitOne()和manualevent.WaitOne(),当线程得到信号后都得以继续执行。差别就在调用后,autoevent.WaitOne()每次只允许一个线程进入,当某个线程得到信号(也就是有其他线程调用了autoevent.Set()方法后)后,autoevent会自动又将信号置为不发送状态,则其他调用WaitOne的线程只有继续等待,也就是说,autoevent一次只唤醒一个线程。而manualevent则可以唤醒多个线程,当某个线程调用了set方法后,其他调用waitone的线程获得信号得以继续执行,而manualevent不会自动将信号置为不发送,也就是说,除非手工调用了manualevent.Reset()方法,否则manualevent将一直保持有信号状态,manualevent也就可以同时唤醒多个线程继续执行。
在上面代码中,如果将AutoResetEvent换成ManualResetEvent的话,只要要在waitone后面做下reset,就会达到同样的效果。
说一个关于AutoResetEvent和ManualResetEvent的笑话
示例场景:张三、李四两个好朋友去餐馆吃饭,两个人点了一份宫爆鸡丁,宫爆鸡丁做好需要一段时间,张三、李四不愿傻等,都专心致志的玩起了手机游戏,心想宫爆鸡丁做好了,服务员肯定会叫我们的。服务员上菜之后,张三李四开始享用美味的饭菜,饭菜吃光了,他们再叫服务员过来买单。我们可以从这个场景中抽象出来三个线程,张三线程、李四线程和服务员线程,他们之间需要同步:服务员上菜—>张三、李四开始享用宫爆鸡丁—>吃好后叫服务员过来买单。这个同步用什么呢? ManualResetEvent还是AutoResetEvent?通过上面的分析不难看出,我们应该用ManualResetEvent进行同步。
编译后查看运行结果,符合我们的预期,控制台输出为:
服务员:厨师在做菜呢,两位稍等...
张三:等着上菜无聊先玩会手机游戏
李四:等着上菜无聊先玩会手机游戏
张三:等着上菜无聊先玩会手机游戏
李四:等着上菜无聊先玩会手机游戏
服务员:宫爆鸡丁好了
张三:开始吃宫爆鸡丁
李四:开始吃宫爆鸡丁
张三:宫爆鸡丁吃光了
李四:宫爆鸡丁吃光了
服务员:两位请买单
如果改用AutoResetEvent进行同步呢?会出现什么样的结果?恐怕张三和李四就要打起来了,一个享用了美味的宫爆鸡丁,另一个到要付账的时候却还在玩游戏。
转载于:https://www.cnblogs.com/qtiger/p/5826827.html
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