多线程对共享资源的访问

一.什么是多线程？

线程是程序中一个单一的顺序控制流程.在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作,称为多线程.

所有的线程虽然在微观上是串行执行的，但是在宏观上你完全可以认为它们在并行执行

二.那什么是线程呢？

线程是程序中的一个执行流，每个线程都有自己的专有寄存器(栈指针、程序计数器等)，但代码区是共享的，即不同的线程可以执行同样的函数。

这里的代码区共享和共同执行同样的函数就是我们多线程处理的关键！！

Thread类有几个至关重要的方法，描述如下：

Start()：启动线程；

Sleep(int)：静态方法，暂停当前线程指定的毫秒数；

Abort()：通常使用该方法来终止一个线程；

Suspend()：该方法并不终止未完成的线程，它仅仅挂起线程，以后还可恢复；

Resume()：恢复被Suspend()方法挂起的线程的执行；

但是在.net framework中一些线程的使用方法resume()，Suspend()，已经过时

resume():继续已挂起的线程。

Suspend()：挂起线程，或者如果线程已挂起，则不起作用

我在想是不是这些方法只是封装起来了，或者是由于这些方法容易导致程序错误

是不是但我们调用waitOne()方法的时候，当前线程就被挂起了呢？

而当我们使用EventWaitHandle.Set 方法时会resume()原先挂起的线程？

在前面线程的定义中提到了："线程的代码区是共享的，即不同的线程可以执行同样的函数。"

这就带来了一个麻烦，那就是当多个线程同时访问该代码段，改变代码段上的数据时，我们无法确切的知道数据的准确结果，因为我们无法知道某一时有哪几个线程访问了代码段，修改了数据，在编程的过程中这种不确定性必须消除的！！

三.如何来消除共享代码段带来的数据不确定性呢？

　　微软提供了一下几种方法：

独占锁(Lock)：锁定的最简单的形式是 C# 的 lock 语句，该语句可控制对代码块的访问。

Monitor 类：使用 Enter 和 Exit 方法标记临界区的开头和结尾。而lock 关键字在块的开始处调用 Enter，而在块的结尾处调用 Exit。所以从本质上来讲Lock就是对Monitor的封装。只不过Lock比Monitor看上去要简洁一些。

其中Monitor类中还包括了两个类分别是；pulse()和Wait()方法；这各方法可以很方便的对线程状态Running运行，WaitSleepJoin封锁进行控制。

有两个方法要提一下，有时候线程的实现就靠这两个了！！

Thread.Join 方法：阻塞调用线程，直到某个线程终止时为止。

Monitor.Pulse 方法：通知等待队列中的线程锁定对象状态的更改。也就是在接收到脉冲后，等待线程就被移动到就绪队列中。在调用 Pulse 的线程释放锁后，就绪队列中的下一个线程（不一定是接收到脉冲的线程）将获得该锁。

上面我理解的是如果对代码段中的数据的访问，是为了避免多线程访问时，数据出现不确定性，出现数据库中所谓的脏数据。

下面我理解的是线程之间的执行顺序的问题，换句话说就是根据事情的先后次序来处理Thread。貌似就好比一条流水线。

多线程处理的时候，我们通常是同时开启多个要处理的线程，如果是按事情的先后顺序来处理线程的话，当某个线程运行到某处，必须接受另外一个线程的结果才能继续运行，那么这个时候线程必须封锁，处于等待状态。

我们的主角出来了，那就WaitHandle 类，封装等待对共享资源的独占访问的操作系统特定的对象。

四.WaitHandle 类：

下面来简单介绍一下这个类：既然是用来封锁等待线程的，那么不可避免的会有wait方法：WaitOne()，WaitAny(WaitHandle[]) ，WaitAll(WaitHandle[]) ，同时当某一线程等来了需要的数据时，我们还要唤醒这个线程，要发一个信号给这个线程，"数据已经准备好了，可以继续运行了"

所以Waithandle类提供了SignalAndWait(WaitHandle, WaitHandle)：向一个 WaitHandle 发出信号并等待另一个。

微软为了方面开发人员使用，还对WaitHandle类进行了扩展继承，下面来看看有哪些继承类

1.System.Threading.EventWaitHandle ：表示一个线程同步事件。

EventWaitHandle 类允许线程通过发信号互相通信。

通常，一个或多个线程在 EventWaitHandle 上阻止，直到一个未阻止的线程调用 Set 方法，以释放一个或多个被阻止的线程。

它又包括一下两个继承类：

System.Threading.AutoResetEvent 自动重置事件提供对资源的独占访问。

如果在没有线程等待时发出自动重置事件信号，则该信号将一直保留到有一个线程尝试在其上等待为止。

然后，该事件释放线程并立即重置，这会阻止后面的线程。
System.Threading.ManualResetEvent 手动重置事件类似于入口。

当事件不处于终止状态时，在该事件上等待的线程将阻止。

当事件处于终止状态时，所有等待的线程都被释放，而事件一直保持终止状态（即后面的等待不阻止），直到它的 Reset 方法被调用。

如果一个线程必须完成一项活动后，其他线程才能继续，则手动重置事件很有用。

下面是我对EventWaithandle的理解：

首先主线程初始化一个EventWaitHandle的类实例，private static EventWaitHandle ewh = new EventWaitHandle(false, EventResetMode.AutoReset);

它可以有两种模式，AutoReset和ManualReset，我们从字面上发现两个模式都带有一个相同的字段Reset，

我们联想一下EventHandle类中是不是有个方法叫做Reset：将事件状态设置为非终止状态，导致线程阻止。那么进一步猜想，是不是AutoReset模式就是自动调用了Reset()方法，也就是在自动事件状态设置为非终止状态呢？

这是官方说明：

调用 Set 向 AutoResetEvent 发信号以释放等待线程。

AutoResetEvent 将保持终止状态，直到一个正在等待的线程被释放，然后自动返回非终止状态。如果没有任何线程在等待，则状态将无限期地保持为终止状态。

说明我们的猜想是正确的！！！那前面我们所说的事件又是什么呢？初始化一个EventWaitHandle实例又是什么意思呢？与我们所讲到的多线程又有什么关联呢？我理解的前面提到的事件也就是一个线程，而初始化一个EventWaitHandle实例，也就是初始化一个线程，只不过这个线程只做一件事就是"卡位"，"堵口子"。强制其他线程等待，只有当这个事件处于终止状态的时候，也就是调用set(),其他处于等待线程才能得到释放，才可以运行，而当这个事件处于非终止状态的时候,也就是调用Reset()时，其他线程调用WaitOne就会使线程处于等待状态。也就是说其实EventWaitHandle，就是利用一个线程不断的抢占和释放资源，以便控制线程的执行顺序，达到多线程先后运行的目的！！System.Threading.Mutex:一个同步基元，也可用于进程间同步。

当两个或更多线程需要同时访问一个共享资源时，系统需要使用同步机制来确保一次只有一个线程使用该资源。

2.System.Threading.Mutex:一个同步基元，也可用于进程间同步。

当两个或更多线程需要同时访问一个共享资源时，系统需要使用同步机制来确保一次只有一个线程使用该资源。

Mutex 是同步基元，它只向一个线程授予对共享资源的独占访问权。

如果一个线程获取了互斥体，则要获取该互斥体的第二个线程将被挂起，直到第一个线程释放该互斥体。

这与前面我解释的原因是一样的，就是利用一个线程控制其他线程的ThreadState状态，使线程的状态处于运行Running或是封锁WaitSleepJoin状态！

3.System.Threading.Semaphore：限制可同时访问某一资源或资源池的线程数。

这种处理是对前面的方法的进一步处理，就好比.net中的委托delegate和事件委托Event delegate，事件委托中可以多播委托。也就是构造了一个数组存储多个委托。并且可以对委托数组进行-=和+=。

这里的信号量也有类型的封装，信号量中存在一个数组Threadpool线程池，其实是一个队列。用来存放线程。当一个线程结束或是线程池为空时，其他处于waitOne中的线程就可以进入线程池，改变处于Wait状态TreadState的线程为Running。而运行完的线程就会从队列的头部出去。后来的进程从尾部进去。

总结一下: 继承WaitHandle类的几个类所作的事情无非是在改变线程的状态，来控制线程的执行顺序。