構(gòu)造函數(shù)	說(shuō)明
Mutex()	使用默認(rèn)屬性初始化 Mutex類的新實(shí)例。
Mutex(Boolean)	使用 Boolean 值（指示調(diào)用線程是否應(yīng)具有互斥體的初始所有權(quán)）初始化 Mutex 類的新實(shí)例。
Mutex(Boolean, String)	使用 Boolean 值（指示調(diào)用線程是否應(yīng)具有互斥體的初始所有權(quán)以及字符串是否為互斥體的名稱）初始化 Mutex 類的新實(shí)例。
Mutex(Boolean, String, Boolean)	使用可指示調(diào)用線程是否應(yīng)具有互斥體的初始所有權(quán)以及字符串是否為互斥體的名稱的 Boolean 值和當(dāng)線程返回時(shí)可指示調(diào)用線程是否已賦予互斥體的初始所有權(quán)的 Boolean 值初始化 Mutex 類的新實(shí)例。

Mutex 對(duì)于進(jìn)程同步有所幫助，例如其應(yīng)用場(chǎng)景主要是控制系統(tǒng)只能運(yùn)行一個(gè)此程序的實(shí)例。

Mutex 構(gòu)造函數(shù)中的 String類型參數(shù) 叫做互斥量而互斥量是全局的操作系統(tǒng)對(duì)象。
Mutex 只要考慮實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的同步，它會(huì)耗費(fèi)比較多的資源，進(jìn)程內(nèi)請(qǐng)考慮 Monitor/lock。

Mutex 的常用方法如下：

方法	說(shuō)明
Close()	釋放由當(dāng)前 WaitHandle 占用的所有資源。
Dispose()	釋放由 WaitHandle 類的當(dāng)前實(shí)例占用的所有資源。
OpenExisting(String)	打開(kāi)指定的已命名的互斥體（如果已經(jīng)存在）。
ReleaseMutex()	釋放 Mutex一次。
TryOpenExisting(String, Mutex)	打開(kāi)指定的已命名的互斥體（如果已經(jīng)存在），并返回指示操作是否成功的值。
WaitOne()	阻止當(dāng)前線程，直到當(dāng)前 WaitHandle 收到信號(hào)。
WaitOne(Int32)	阻止當(dāng)前線程，直到當(dāng)前 WaitHandle 收到信號(hào)，同時(shí)使用 32 位帶符號(hào)整數(shù)指定時(shí)間間隔（以毫秒為單位）。
WaitOne(Int32, Boolean)	阻止當(dāng)前線程，直到當(dāng)前的 WaitHandle 收到信號(hào)為止，同時(shí)使用 32 位帶符號(hào)整數(shù)指定時(shí)間間隔，并指定是否在等待之前退出同步域。
WaitOne(TimeSpan)	阻止當(dāng)前線程，直到當(dāng)前實(shí)例收到信號(hào)，同時(shí)使用 TimeSpan 指定時(shí)間間隔。
WaitOne(TimeSpan, Boolean)	阻止當(dāng)前線程，直到當(dāng)前實(shí)例收到信號(hào)為止，同時(shí)使用 TimeSpan 指定時(shí)間間隔，并指定是否在等待之前退出同步域。

關(guān)于 Mutex 類，我們可以先通過(guò)幾個(gè)示例去了解它。

系統(tǒng)只能運(yùn)行一個(gè)程序的實(shí)例

下面是一個(gè)示例，用于控制系統(tǒng)只能運(yùn)行一個(gè)此程序的實(shí)例，不允許同時(shí)啟動(dòng)多次。

    class Program
    {
        // 第一個(gè)程序
        const string name = "www.whuanle.cn";
        private static Mutex m;
        static void Main(string[] args)
        {
            // 本程序是否是 Mutex 的擁有者
            bool firstInstance;
            m = new Mutex(false,name,out firstInstance);
            if (!firstInstance)
            {
                Console.WriteLine("程序已在運(yùn)行！按下回車鍵退出！");
                Console.ReadKey();
                return;
            }
            Console.WriteLine("程序已經(jīng)啟動(dòng)");
            Console.WriteLine("按下回車鍵退出運(yùn)行");
            Console.ReadKey();
            m.ReleaseMutex();
            m.Close();
            return;
        }
    }

上面的代碼中，有些地方前面沒(méi)有講，沒(méi)關(guān)系，我們運(yùn)行一下生成的程序先。

解釋一下上面的示例

Mutex 的工作原理：

當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的線程同時(shí)訪問(wèn)共享資源時(shí)，操作系統(tǒng)需要一個(gè)同步機(jī)制來(lái)確保每次只有一個(gè)線程使用資源。

Mutex 是一種同步基元，Mutex 僅向一個(gè)線程授予獨(dú)占訪問(wèn)共享資源的權(quán)限。這個(gè)權(quán)限依據(jù)就是互斥體，當(dāng)一個(gè)線程獲取到互斥體后，其它線程也在試圖獲取互斥體時(shí)，就會(huì)被掛起(阻塞)，直到第一個(gè)線程釋放互斥體。

對(duì)應(yīng)我們上一個(gè)代碼示例中，實(shí)例化 Mutex 類的構(gòu)造函數(shù)如下：

m = new Mutex(false,name,out firstInstance);

其構(gòu)造函數(shù)原型如下：

public Mutex (bool initiallyOwned, string name, out bool createdNew);

前面我們提出過(guò)，Mutex 對(duì)象有兩種狀態(tài)，signaled 和 nonsignaled。

通過(guò) new 來(lái)實(shí)例化 Mutex 類，會(huì)檢查系統(tǒng)中此互斥量 name 是否已經(jīng)被使用，如果沒(méi)有被使用，則會(huì)創(chuàng)建 name 互斥量并且此線程擁有此互斥量的使用權(quán)；此時(shí) createdNew == true。

那么 initiallyOwned ，它的作用是是否允許線程是否能夠獲取到此互斥量的初始化所有權(quán)。因?yàn)槲覀兿Ｍ挥幸粋€(gè)程序能夠在后臺(tái)運(yùn)行，因此我們要設(shè)置為 false。

驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)中關(guān)于Mutex ：https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows-hardware/drivers/kernel/introduction-to-mutex-objects

對(duì)了， Mutex 的參數(shù)中，name 是非常有講究的。

在運(yùn)行終端服務(wù)的服務(wù)器上，命名系統(tǒng) mutex 可以有兩個(gè)級(jí)別的可見(jiàn)性。

如果其名稱以前綴 "Global" 開(kāi)頭，則 mutex 在所有終端服務(wù)器會(huì)話中可見(jiàn)。
如果其名稱以前綴 "Local" 開(kāi)頭，則 mutex 僅在創(chuàng)建它的終端服務(wù)器會(huì)話中可見(jiàn)。在這種情況下，可以在服務(wù)器上的其他每個(gè)終端服務(wù)器會(huì)話中存在具有相同名稱的單獨(dú) mutex。

如果在創(chuàng)建已命名的 mutex 時(shí)未指定前綴，則采用前綴 "Local"。在終端服務(wù)器會(huì)話中，兩個(gè)互斥體的名稱只是它們的前綴不同，它們都是對(duì)終端服務(wù)器會(huì)話中的所有進(jìn)程都可見(jiàn)。

也就是說(shuō)，前綴名稱 "Global" 和 "Local" 描述互斥體名稱相對(duì)于終端服務(wù)器會(huì)話的作用域，而不是相對(duì)于進(jìn)程。

請(qǐng)參考：

https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.threading.mutex?view=netcore-3.1#methods

http://chabaoo.cn/article/237313.htm

接替運(yùn)行

這里要實(shí)現(xiàn)，當(dāng)同時(shí)點(diǎn)擊一個(gè)程序時(shí)，只能有一個(gè)實(shí)例A可以運(yùn)行，其它實(shí)例進(jìn)入等待隊(duì)列，等待A運(yùn)行完畢后，然后繼續(xù)運(yùn)行隊(duì)列中的下一個(gè)實(shí)例。

我們將每個(gè)程序比作一個(gè)人，模擬一個(gè)廁所坑位，每次只能有一個(gè)人上廁所，其他人需要排隊(duì)等候。

使用 WaitOne() 方法來(lái)等待別的進(jìn)程釋放互斥量，即模擬排隊(duì)；ReleaseMutex() 方法解除對(duì)坑位的占用。

    class Program
    {
        // 第一個(gè)程序
        const string name = "www.whuanle.cn";
        private static Mutex m;
        static void Main(string[] args)
        {
            // wc 還有沒(méi)有位置
            bool firstInstance;
            m = new Mutex(true,name,out firstInstance);

            // 已經(jīng)有人在上wc
            if (!firstInstance)
            {
                // 等待運(yùn)行的實(shí)例退出，此進(jìn)程才能運(yùn)行。
                Console.WriteLine("排隊(duì)等待");
                m.WaitOne();
                GoWC();
                return;
            }
            GoWC();

            return;
        }

        private static void GoWC()
        {
            Console.WriteLine(" 開(kāi)始上wc");
            Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine(" 開(kāi)門");
            Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine(" 關(guān)門");
            Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine(" xxx");
            Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine(" 開(kāi)門");
            Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine(" 離開(kāi)wc");
            m.ReleaseMutex();
            Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine(" 洗手");
        }
    }

此時(shí)，我們使用了

            m = new Mutex(true,name,out firstInstance);

一個(gè)程序結(jié)束后，要允許其它線程能夠創(chuàng)建 Mutex 對(duì)象獲取互斥量，需要將構(gòu)造函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)設(shè)置為 true。

你也可以改成 false，看看會(huì)報(bào)什么異常。

你可以使用 WaitOne(Int32) 來(lái)設(shè)置等待時(shí)間，單位是毫秒，超過(guò)這個(gè)時(shí)間就不排隊(duì)了，去別的地方上廁所。

為了避免出現(xiàn)問(wèn)題，請(qǐng)考慮在 finally 塊中執(zhí)行 m.ReleaseMutex()。

進(jìn)程同步示例

這里我們實(shí)現(xiàn)一個(gè)這樣的場(chǎng)景：

父進(jìn)程 Parent 啟動(dòng)子進(jìn)程 Children ，等待子進(jìn)程 Children 執(zhí)行完畢，子進(jìn)程退出，父進(jìn)程退出。

新建一個(gè) .NET Core 控制臺(tái)項(xiàng)目，名稱為 Children，其 Progarm 中的代碼如下

using System;
using System.Threading;

namespace Children
{
    class Program
    {
        const string name = "進(jìn)程同步示例";
        private static Mutex m;
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("子進(jìn)程被啟動(dòng)...");
            bool firstInstance;

            // 子進(jìn)程創(chuàng)建互斥體
            m = new Mutex(true, name, out firstInstance);

            // 按照我們?cè)O(shè)計(jì)的程序，創(chuàng)建一定是成功的
            if (firstInstance)
            {
                Console.WriteLine("子線程執(zhí)行任務(wù)");
                DoWork();
                Console.WriteLine("子線程任務(wù)完成");

                // 釋放互斥體
                m.ReleaseMutex();
                // 結(jié)束程序
                return;
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("莫名其妙的異常，直接退出");
            }
        }
        private static void DoWork()
        {
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                Console.WriteLine("子線程工作中");
                Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));
            }
        }
    }
}

然后發(fā)布或生成項(xiàng)目，打開(kāi)程序文件位置，復(fù)制線程文件路徑。
創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，名為 Parent 的 .NET Core 控制臺(tái)，其 Program 中的代碼如下：

using System;
using System.Diagnostics;
using System.Threading;

namespace Parent
{
    class Program
    {
        const string name = "進(jìn)程同步示例";
        private static Mutex m;
        static void Main(string[] args)
        {
            // 晚一些再執(zhí)行，我錄屏要對(duì)正窗口位置
            Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(3));
            Console.WriteLine("父進(jìn)程啟動(dòng)！");

            new Thread(() =>
            {
                // 啟動(dòng)子進(jìn)程
                Process process = new Process();
                process.StartInfo.UseShellExecute = true;
                process.StartInfo.CreateNoWindow = false;
                process.StartInfo.WorkingDirectory = @"../../../ConsoleApp9\Children\bin\Debug\netcoreapp3.1";
                process.StartInfo.FileName = @"../../../ConsoleApp9\Children\bin\Debug\netcoreapp3.1\Children.exe";
                process.Start();
                process.WaitForExit();
            }).Start();


            // 子進(jìn)程啟動(dòng)需要一點(diǎn)時(shí)間
            Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));

            // 獲取互斥體
            bool firstInstance;
            m = new Mutex(true, name, out firstInstance);

            // 說(shuō)明子進(jìn)程還在運(yùn)行
            if (!firstInstance)
            {
                // 等待子進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束
                Console.WriteLine("等待子進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束");
                m.WaitOne();
                Console.WriteLine("子進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束，程序?qū)⒃?秒后自動(dòng)退出");
                m.ReleaseMutex();
                Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(3));
                return;
            }
        }
    }
}

請(qǐng)將 Children 項(xiàng)目的程序文件路徑，替換到 Parent 項(xiàng)目啟動(dòng)子進(jìn)程的那部分字符串中。

然后啟動(dòng) Parent.exe，可以觀察到如下圖的運(yùn)行過(guò)程：