引言:
其實這部分内容應該是屬于專題四,因為這篇也是講關于線程同步的,但是由于考慮到使用者的閱讀習慣問題,因為文章太長了,很多人不是很願意看包括我也是這樣的,同時也有和我說可以把代碼弄成折疊的,這樣就不會太長的,但是我覺得這樣也不怎麼便于閱讀,因為我看别人的部落格的時候,看到有代碼是折疊起來的時候很多時候不願意去點,并且點一下之後同樣拉長文章的,然後就看到右邊的滾動條變小了,本以為快看完了(意思快學到知識了),一看滾動條後發現還有好長的内容很看, 是以就會給人一種不舒服的感覺吧(如果有和我一樣的人的話,你肯定懂的是什麼感覺的)。是以我把線程同步放到兩篇文章裡面來說,其實放到兩篇文章裡面也有一定原因的, 前面講的線程同步主要是使用者模式的(CLR Via C# 一書中是這麼定義的,書中說到線程同步分兩種:一、使用者模式構造 二、核心模式構造,第一次看的時候不是很了解兩個名詞是什麼意思的,我一般了解東西是采用把東西拆分來了解,了解拆分的各個部分後再合起來了解内容的,現在我對着兩個的了解是——使用者模式構造:對于核心模式構造(指的的是構造操作系核心對象),我們使用類(.net Framework中的類,如 AutoResetEvent, Semaphore類)的方法來實作線程同步,其實内部是調用作業系統的核心對象來實作的線程同步,此時就會導緻線程從托管代碼到為核心代碼,然而使用者模式構造,沒有調用作業系統核心對象,線程隻是在使用者的托管代碼上執行的),對于使用者模式構造和核心模式的構造隻是我自己的了解的, 如果有更好的了解方式可以留言告訴下我, 這樣我們可以一起讨論和學習了。
目錄:
一、WaitHandle基類介紹
二、事件(Event)類實作線程同步
三、小結
System.Threading命名空間中提供了一個WaitHandle 的抽象基類,此類就是包裝了一個Windows核心對象的句柄(句柄可以了解為标示了對象執行個體的一個數字,具體大家可以檢視資料深入了解下的,在這裡隻是提出了解句柄也是很重要的),在.net Framework中提供了從WaitHandle類中派生的類(我正是用這些派生類在我們的代碼中實作線程同步的)。它們的一個繼承關系為
WaitHandle
EventWaitHandle
AutoResetEvent
ManualResetEvent
Semaphore
Mutex
當我們在使用 AutoResetEvent,ManualResetEvent,Semaphore,Mutex這些類的時候,用構造函數來執行個體化這些類的對象時,其内部都調用了Win32 CreateEvent或CreateEvent函數,或CreateSemaphore或者CreateMutex函數,這些函數調用傳回的句柄值都儲存在WaitHandle基類定義的SafeWaitHandle字段中。
2.1 AutoResetEvent (自動重置事件)
先講講AutoresetEvent類的構造函數,其定義為:
public AutoResetEvent(bool initialState);
構造函數中用一個bool 類型的初始狀态來設定AutoResetEvent對象的狀态,如果要将AutoResetEvent對象的初始狀态設定為終止,則傳入bool值為true,若要設定非終止,就傳入false。
WaitOne方法定義:
public virtual bool WaitOne(int millisecondsTimeout);該方法用來阻塞線程,當在指定的時間間隔還沒有收到一個信号時,将傳回false。
調用Set方法發信号來釋放等待線程。在使用過程中WaitOne方法和Set方法都是成對出現的, 一個用于阻塞線程,等待信号,一個用來釋放等待線程(就是說調用set方法來發送一個信号,此時WaitOne接受到信号,就釋放阻塞的線程,線程就可以繼續運作)
線程通過調用AutoResetEvent的WaitOne方法來等待信号,如果AutoResetEvent對象為非終止狀态,則線程被阻止,等到線程調用Set方法來恢複線程執行。如果AutoResetEvent為終止狀态時,則線程不會被阻止,此時AutoResetEvent将立即釋放線程并傳回為非終止狀态(指出有線程在使用資源的一種狀态)。
下面通過通過一個例子來示範下AutoResetEvent的使用:
using System;
using System.Threading;
namespace KenelMode
{
class Program
{
// 初始化自動重置事件,并把狀态設定為非終止狀态
// 如果這裡把初始狀态設定為True時,
// 當調用WaitOne方法時就不會阻塞線程,看到的輸出結果的時間就是一樣的了
// 因為設定為True時,表示此時已經為終止狀态了。
public static AutoResetEvent autoEvent = new AutoResetEvent(false);
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("Main Thread Start run at: " +DateTime.Now.ToLongTimeString());
Thread t = new Thread(TestMethod);
t.Start();
// 阻塞主線程3秒後
// 調用 Set方法釋放線程,使線程t可以運作
Thread.Sleep(3000);
// Set 方法就是把事件狀态設定為終止狀态。
autoEvent.Set();
Console.Read();
}
public static void TestMethod()
autoEvent.WaitOne();
// 3秒後線程可以運作,是以此時顯示的時間應該和主線程顯示的時間相差3秒
Console.WriteLine("Method Restart run at: " + DateTime.Now.ToLongTimeString());
}
}
運作結果(從運作結果看确實是過了一秒後在TestMethod方法中的語句):
上面中用到的是沒有帶參數的WaitOne方法,該方法表示無限制阻塞線程,直到收到一個事件為止(通過Set方法來發送一個信号),同時我們也可以設定堵塞線程的事件,當逾時時,線程将不阻塞直接運作(盡管此時沒有通過Set來發送一個信号,線程照樣運作,隻是WaitOne方法傳回的的值不一樣)。
bool WaitOne(int millisecondsTimeout) 收到信号時傳回為True,沒收到信号傳回為false。
看完下面的代碼你可能會形象了解WaitOne(millisecondsTimeout)方法的使用的:
// 阻塞主線程1秒後
if (autoEvent.WaitOne(2000))
{
Console.WriteLine("Get Singal to Work");
// 3秒後線程可以運作,是以此時顯示的時間應該和主線程顯示的時間相差一秒
Console.WriteLine("Method Restart run at: " + DateTime.Now.ToLongTimeString());
}
else
Console.WriteLine("Time Out to work");
運作結果:
同時這裡可以把Thread.Sleep(3000)改成Thread.Sleep(1000)的時候,就是說AutoResetEvent對象在逾時之前就接到信号了, 此時WaitOne(2000)放回的值就是True,就得到的是Get Singal to Work, 之間的事件間隔當然也是1秒了,在這裡結果就不貼了。
2.2 ManualResetEvent(手動重置事件)
ManualResetEvent的使用和AutoResetEvent的使用很類似,因為他們都是從EventWaitHandle類派生的,不過他們還是有點差別:
AutoResetEvent 為終止狀态時線程調用 WaitOne,則線程不會被阻止。AutoResetEvent 将立即釋放線程并傳回到非終止狀态,當再次調用WaitOne狀态時線程會被阻止
這裡請注意如果AutoResetEvent初始為非終止狀态時, 調用WaitOne(int millisecondsTimeout)方法後并不會把狀态傳回為終止狀态,此時還是非終止的,調用WaitOne方法自動改變狀态隻針對初始狀态為終止狀态時有效。
然而ManualResetEvent初始狀态為終止狀态時時調用WaitOne,則線程同樣不會被阻止,但是ManualResetEvent的狀态不會發生改變(當我再次調用WaitOne方法是一樣不會阻止線程),需要我們手動終止()
下面通過一段代碼來說明兩者的差別:
namespace ManualResetEventSample
// 初始化自動重置事件,并把狀态設定為終止狀态
public static AutoResetEvent autoEvent = new AutoResetEvent(true);
////public static ManualResetEvent autoEvent = new ManualResetEvent(true);
Console.WriteLine("Main Thread Start run at: " + DateTime.Now.ToLongTimeString());
// 初始狀态為終止狀态,則第一次調用WaitOne方法不會堵塞線程
// 此時運作的時間間隔應該為0秒,但是因為是AutoResetEvent對象
// 調用WaitOne方法後立即把狀态傳回為非終止狀态。
Console.WriteLine("Method start at : "+ DateTime.Now.ToLongTimeString());
// 因為此時AutoRestEvent為非終止狀态,是以調用WaitOne方法後将阻塞線程1秒,這裡設定了逾時時間
// 是以下面語句的和主線程中語句的時間間隔為1秒
// 當時 ManualResetEvent對象時,因為不會自動重置狀态
// 是以調用完第一次WaitOne方法後狀态仍然為非終止狀态,是以再次調用不會阻塞線程,是以此時的時間間隔也為0
// 如果沒有設定逾時時間的話,下面這行語句将不會執行
autoEvent.WaitOne(1000);
Console.WriteLine("Method start at : " + DateTime.Now.ToLongTimeString());
如果你把建立事件為手動重置事件ManualResetEvent時,得到的運作結果就會下面這樣:
2.3 跨程序之間同步
核心模式的構造可同步在同一台機器上的不同程序中運作的線程,是以我們同樣可以使用 AutoResetEvent實作不同程序中運作的線程同步,但是此時需要對AutoResetEvent進行命名,但是AutoResetEvent隻提供帶一個參數的構造函數的,此時應該如何去實作不同程序中的線程同步的呢?
其實是有解決辦法的,因為AutoResetEvent是繼承自EventWaitHandle類的,EventWaitHandle類有多個構造函數的
除了之前的方法建立AutoResetEvent對象外,
還可以通過EventWaitHandle AutoEvent = new EventWaitHandle (false, EventResetMode.Auto);這樣的方法來構造AutoResetEvent對象,通過
EventWaitHandle autoEvent = new EventWaitHandle (false, EventResetMode.Auto,"My");方式就可以指定名稱了
下面一段代碼示範如何實作跨不同程序中的線程同步:
namespace CrossProcess_EventWaitHandle
public static EventWaitHandle autoEvent = new EventWaitHandle(true, EventResetMode.AutoReset, "My");
// 為了有時間啟動另外一個線程
Thread.Sleep(2000);
// 程序一:顯示的時間間隔為2秒
// 程序二中顯示的時間間隔為3秒
// 因為程序二中AutoResetEvent的初始狀态為非終止的
// 因為在程序一中通過WaitOne方法的調用已經把AutoResetEvent的初始狀态傳回為非終止狀态了
三、小結
本來打算在一篇文章裡面講述核心模式構造的,寫着寫着滾動條又變很小了,為了大家的閱讀,我把信号量和互斥體放在後面一篇文章裡面講吧,相信後面的内容會很好了解的,因為後面兩個類的使用和這篇中講到的使用很類似,好歹都是繼承WaitHandle類的。
本文轉自LearningHard 51CTO部落格,原文連結:http://blog.51cto.com/learninghard/1034792,如需轉載請自行聯系原作者