C#多線程學習筆記(四) --Lock and Monitor之二

a.Monitor方法(MSDN摘錄)

擷取對象鎖，此操作同樣會标記臨界區的開頭。其他任務線程都不能進入臨界區，除非它使用其他鎖定對象執行臨界區的指令。

Wait

釋放對象上的鎖以便允許其他線程鎖定和通路該對象。在其他線程通路對象時，調用線程将等待。脈沖信号用于通知待待線程有關對象狀态的更改。

Pulse(信号),PulseAll

向一個或多個等待線程發送信号。該信号通知等待線程鎖定對象的狀态已更改，并且鎖的所有者準備釋放該鎖。等待線程被放置在對象的就緒隊列中以便它可以最後接收對象鎖。一旦線程搖籃有了鎖，它就可以檢查對象的新狀态以檢視是否達到所需狀态。

Exit

釋放對象上的鎖。此操作還标記受鎖定對象保護的臨界區的結尾。

b.Sample

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Text;

using System.Threading;

namespace ThreadLockAndMonitor

{

    public class Cell

        int cellContents;// Cell對象裡邊的内容

        bool FAllowReader = false;// 狀态标志，為true時可以讀取，為false則正在寫入

        public int ReadfromCell()

            lock (this)// Lock關鍵字保證了該塊隻有一個線程可以進來

                if (!FAllowReader)//如果現在不可讀取

                    try

                        //等待WriteToCell方法中調用Monitor.Pulse()方法

                        Monitor.Wait(this);

                    }

                    catch (SynchronizationLockException e)

                        Console.WriteLine(e.Message);

                    catch (ThreadInterruptedException e)

                        Console.WriteLine(e);

                }

                Console.WriteLine("Consume:{0}", cellContents);

                FAllowReader = false;//重置FAllowReader标志，表示消費行為已經完成

                Monitor.Pulse(this);//通知WriteToCell()方法（該方法在另外一個線程中執行，等待中）

            }

            return cellContents;

        }

        public void WriteToCell(int _n)

            lock(this)

                if (FAllowReader)

                    catch(SynchronizationLockException e)

                        //當同步方法（指Monitor類除Enter之外的方法）在非同步的代碼區被調用

                    catch(ThreadInterruptedException e)

                        //當線程在等待狀态的時候中止

                cellContents = _n;

                Console.WriteLine("Procduce:{0}", cellContents);

                FAllowReader = true;

                Monitor.Pulse(this);//通知另外一個線程中正在等待的ReadFromCell()方法

　　}

    public class CellProd

        Cell cell;// 被操作的Cell對象

        int quantity = 1;//生産者生産次數，初始化為1

        public CellProd(Cell _box, int _request)

            cell = _box;

            quantity = _request;

        public void ThreadRun()

            for(int i = 1; i<=quantity; i++)

                cell.WriteToCell(i);//生産者向操作對象寫入資訊

    }

    public class CellCons

        Cell cell;

        int quantity = 1;

        public CellCons(Cell _box, int _request)

            int valReturned;

            for (int i = 1; i<=quantity; i++)

                valReturned = cell.ReadfromCell();//消費者從操作對象中讀取資訊

    class Program

        static void Main(string[] args)

            int result = 0;//一個标志位，如果是0表示程式沒有出錯，如果是1表明有錯誤發生

            Cell cell = new Cell();

            //下面使用cell初始化CellProd和CellCons兩個類，生産和消費次數均為20次

            CellProd prod = new CellProd(cell, 20);

            CellCons cons = new CellCons(cell, 20);

            Thread producer = new Thread(new ThreadStart(prod.ThreadRun));

            Thread consumer = new Thread(new ThreadStart(cons.ThreadRun));

            //生産者線程和消費者線程都已經被建立，但是沒有開始執行

            try

                producer.Start();

                consumer.Start();

                producer.Join();

                consumer.Join();

                Console.ReadLine();

            catch(ThreadStateException e)

                Console.WriteLine(e);

                result = 1;

            catch(ThreadInterruptedException e)

                //當線程在等待狀态的時候中止

            //盡管Main()函數沒有傳回值，但下面這條語句可以向父程序傳回執行結果

            Environment.ExitCode = result;

}

 可以看到，在上面的例程中，同步是通過等待Monitor.Pulse()來完成的。首先生産者生産了一個值，而同一時刻消費者處于等待狀态，直到收到生産者的“脈沖(Pulse)”通知它生産已經完成，此後消費者進入消費狀态，而生産者開始等待消費者完成操作後将調用Monitor.Pulese()發出的“脈沖”。它的執行結果很簡單：

Produce: 1

Consume: 1

Produce: 2

Consume: 2

Produce: 3

Consume: 3

...

Produce: 20

Consume: 20

事實上，這個簡單的例子已經幫助我們解決了多線程應用程式中可能出現的大問題，隻要領悟了解決線程間沖突的基本方法，很容易把它應用到比較複雜的程式中去。