C#中AutoResetEvent控制线程用法小结

2022-07-18 17:57:23
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AutoResetEvent主要方法及实践第二种方法Semaphore第三种方法,约定每个线程只干自己的事第四种方法 Mutex

本文主要来自一道面试题,由于之前对AutoResetEvent的概念比较模糊(即使已经使用过了)。面试题题目很简洁:两个线程交替打印0~100的奇偶数。你可以先动手试试,我主要是尝试在一个方法里面完成这个任务。

注: Suspend,Resume来控制线程已经在.net framework2.0被淘汰了,原因就是挂起之后,但因为异常而没有及时恢复,如果占用资源会导致死锁。

    AutoResetEvent对象用来进行线程同步操作,AutoResetEvent类继承waitHandle类。waitOne()方法就继承来自waitHandle类。AutoResetEvent对象有终止和非终止两种状态,终止状态是线程继续执行,非终止状态使线程阻塞,可以调用set和reset方法使对象进入终止和非终止状态。-》可以简单理解如果AutoResetEvent对象是终止状态,就像不管别人了,任你撒野去(waitOne()得到的都是撒野信号)AutoResetEvent顾名思义,其对象在调用一次set之后会自动调用一次reset,进入非终止状态使调用了等待方法的线程进入阻塞状态。-》可以简单理解如果AutoResetEvent对象是非终止状态,就开始管理起别人来了,此时waitOne()得到的信号都是呆在原地不动信号。waitHandle对象的waitone可以使当前线程进入阻塞状态,等待一个信号。直到当前 waitHandle对象收到信号,才会继续执行。set可以发送一个信号,允许一个调用waitone而等待线程继续执行。 ManulResetEvent的set方法可以允许多个。但是要手动关闭,即调用reset();reset可以使因为调用waitone() 而等待线程都进入阻塞状态。

    AutoResetEvent主要方法及实践

      AutoResetEvent(bool>Reset ():将事件状态设置为非终止状态,导致线程阻止;如果该操作成功,则返回true;否则,返回false。Set ():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;如果该操作成功,则返回true;否则,返回false。WaitOne(): 阻止当前线程,直到收到信号。WaitOne(TimeSpan, Boolean) :阻止当前线程,直到当前实例收到信号,使用 TimeSpan 度量时间间隔并指定是否在等待之前退出同步域。

      有了上面的解释,开始展示代码(经过多次优化)

       //若要将初始状态设置为终止,则为 true;若要将初始状态设置为非终止,则为 false
              static AutoResetEvent oddResetEvent = new AutoResetEvent(false);
              static AutoResetEvent evenResetEvent = new AutoResetEvent(false);
              static int i = 0;
              static void Main(string[] args)
              {
                  //ThreadStart是个委托
                  Thread thread1 = new Thread(new ThreadStart(show));
                  thread1.Name = "偶数线程";
                  Thread thread2 = new Thread(new ThreadStart(show));
                  thread2.Name = "奇数线程";
                  thread1.Start();
                 Thread.Sleep(2); //保证偶数线程先运行。
                  thread2.Start();
                  Console.Read();
      
              }
              public static void show()
              {
                   while (i <= 100)
                  {
                      int num = i % 2;
                      if (num == 0)
                      {
                          Console.WriteLine("{0}:{1} {2}  ", Thread.CurrentThread.Name, i++, "evenResetEvent");
                          if(i!=1) evenResetEvent.Set(); 
                          oddResetEvent.WaitOne(); //当前线程阻塞
                         
                      }
                     else
                      {  
                          Console.WriteLine("{0}:{1} {2} ", Thread.CurrentThread.Name, i++, "oddResetEvent");
                          //如果此时AutoResetEvent 为非终止状态,则线程会被阻止,并等待当前控制资源的线程通过调用 Set 来通知资源可用。否则不会被阻止
                           oddResetEvent.Set();
                          evenResetEvent.WaitOne();
                      }
                  }
              }

      结果如下图所示:

      注意点:
      不要有一点点点点多余的evenResetEvent.Set(),他会让后续的 evenResetEvent.WaitOne();失效.

      第二种方法Semaphore

      此外,我们利用信号量也可以实现,信号量是一种内核模式锁,对性能要求比较高,特殊情况下才考虑使用,而且要避免在内核模式和用户模式下频繁相互切换线程。代码如下:

       private static readonly int MaxSize = 1;
              private static int i = 0;
              static Semaphore oddSemaphore = new Semaphore(0, MaxSize);
              static Semaphore evenSemaphore = new Semaphore(0, MaxSize);
      
              static void Main(string[] args)
              {
                  System.Diagnostics.Stopwatch stopwatch = new System.Diagnostics.Stopwatch();
                  stopwatch.Start();
                  //ThreadStart是个委托
                  Thread thread1 = new Thread(new ThreadStart(show));
                  thread1.Name = "偶数线程";
                  Thread thread2 = new Thread(new ThreadStart(show));
                  thread2.Name = "奇数线程";
                  thread1.Start();
                  thread2.Start();
                  thread1.Join();
                  stopwatch.Stop();
                  Console.WriteLine(stopwatch.Elapsed.TotalMilliseconds);
                  Console.Read();
              }
      
              private static void show()
              {
                  if(i==1) evenSemaphore.WaitOne();
                  while (i <= 100)
                  {
                      int num = i % 2;
                      if (num == 0)
                      {
                          Console.WriteLine("{0}:{1}  {2}    ", Thread.CurrentThread.Name, i++, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                          evenSemaphore.Release();
                          oddSemaphore.WaitOne(); //当前线程阻塞
                      }
                      else
                      {
                          Console.WriteLine("{0}:{1}  {2}    ", Thread.CurrentThread.Name, i++, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                          //释放一个偶数信号空位出来;
                          oddSemaphore.Release();
                          evenSemaphore.WaitOne(); //当前线程阻塞
                          //此时已经消耗了一个奇数信号空位
                      }
                  }
              }

      第三种方法,约定每个线程只干自己的事

      这种方法利用线程池本身就是队列的方式,即先进先出。测试之后发现性能有下降,但是还是贴出来供参考。

            static int threadCount = 2;
              static int count = 0;
              static object cursorLock = new object();
              static void Main(string[] args)
              {
                  System.Diagnostics.Stopwatch stopwatch = new System.Diagnostics.Stopwatch();
                  stopwatch.Start();
                  Task[] arr = new Task[2];
                  for (int threadIndex = 0; threadIndex < threadCount; threadIndex++)
                  {
                      //这两种方法都可以
                      arr[threadIndex] = Task.Factory.StartNew(PrintNum, threadIndex);
                  }
                  Task.WaitAll(arr);
                  stopwatch.Stop();
                  Console.WriteLine(stopwatch.Elapsed.TotalMilliseconds);
                  Console.Read();
              }
      
      
              private static void PrintNum(object num)
              {
                  bool isOk = false;
                  while (!isOk)
                  {
                      lock (cursorLock)
                      {
                          int index = count % 2;
                          if (count>100)
                          {
                              isOk = true;
                          }
                          else if (index == (int)num)
                          {
                              if (index == 0) Console.WriteLine("{0}:{1} {2} ", "偶数线程", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, count++);
                              else Console.WriteLine("{0}:{1} {2} ", "奇数线程", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, count++);
                          }
                      }
                  }
              }

      结果如下:

      第四种方法>
              private static int i = 0;
              static Mutex mutex = new Mutex();
           
              static void Main(string[] args)
              {
                  System.Diagnostics.Stopwatch stopwatch = new System.Diagnostics.Stopwatch();
                  stopwatch.Start();
                  //ThreadStart是个委托
                  Thread thread1 = new Thread(new ParameterizedThreadStart(show));
                  thread1.Name = "偶数线程";
                  Thread thread2 = new Thread(new ParameterizedThreadStart(show));
                  thread2.Name = "奇数线程";
                  thread1.Start(0);
                  thread2.Start(1);
                  thread2.Join();
                  stopwatch.Stop();
                  Console.WriteLine(stopwatch.Elapsed.TotalMilliseconds);
                  Console.Read();
              }
              /// <summary>
              /// Mutex的释放与锁定 都只能在同一个线程中执行
              /// </summary>
              private static void show(object index)
              {
                  while (i <= 100)
                  {
                      mutex.WaitOne();
                      int num = i % 2;
                      if (num == (int)index&&i<=100)
                      {
                          Console.WriteLine("{0}:{1}  {2}  ", Thread.CurrentThread.Name, i++, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                      }
                      mutex.ReleaseMutex();
                  }
                 
              }

      有关概念资料

      https://www.jb51.net/article/180789.htm

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