C#中AutoResetEvent控制線程用法小結(jié)

更新時間：2022年07月18日 15:25:42 作者：返回主頁大漠孤煙直，長河落日圓

本文主要來自一道面試題，由于之前對AutoResetEvent的概念比較模糊，面試題題目很簡潔：兩個線程交替打印0~100的奇偶數(shù)，你可以先動手試試，我主要是嘗試在一個方法里面完成這個任務(wù),需要的朋友可以參考下

AutoResetEvent對象用來進(jìn)行線程同步操作，AutoResetEvent類繼承waitHandle類。waitOne()方法就繼承來自waitHandle類。
AutoResetEvent對象有終止和非終止兩種狀態(tài)，終止?fàn)顟B(tài)是線程繼續(xù)執(zhí)行，非終止?fàn)顟B(tài)使線程阻塞，可以調(diào)用set和reset方法使對象進(jìn)入終止和非終止?fàn)顟B(tài)。-》可以簡單理解如果AutoResetEvent對象是終止?fàn)顟B(tài)，就像不管別人了，任你撒野去（waitOne()得到的都是撒野信號）
AutoResetEvent顧名思義，其對象在調(diào)用一次set之后會自動調(diào)用一次reset，進(jìn)入非終止?fàn)顟B(tài)使調(diào)用了等待方法的線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)。-》可以簡單理解如果AutoResetEvent對象是非終止?fàn)顟B(tài)，就開始管理起別人來了，此時waitOne()得到的信號都是呆在原地不動信號。
waitHandle對象的waitone可以使當(dāng)前線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)，等待一個信號。直到當(dāng)前 waitHandle對象收到信號，才會繼續(xù)執(zhí)行。
set可以發(fā)送一個信號，允許一個調(diào)用waitone而等待線程繼續(xù)執(zhí)行。 ManulResetEvent的set方法可以允許多個。但是要手動關(guān)閉，即調(diào)用reset()；
reset可以使因為調(diào)用waitone() 而等待線程都進(jìn)入阻塞狀態(tài)。

AutoResetEvent主要方法及實踐

AutoResetEvent(bool initialState)：構(gòu)造函數(shù)，用一個指示是否將初始狀態(tài)設(shè)置為終止的布爾值初始化該類的新實例。 false：無信號，子線程的WaitOne方法不會被自動調(diào)用 true：有信號，子線程的WaitOne方法會被自動調(diào)用
Reset ()：將事件狀態(tài)設(shè)置為非終止?fàn)顟B(tài)，導(dǎo)致線程阻止；如果該操作成功，則返回true；否則，返回false。
Set ()：將事件狀態(tài)設(shè)置為終止?fàn)顟B(tài)，允許一個或多個等待線程繼續(xù)；如果該操作成功，則返回true；否則，返回false。
WaitOne()：阻止當(dāng)前線程，直到收到信號。
WaitOne(TimeSpan, Boolean) ：阻止當(dāng)前線程，直到當(dāng)前實例收到信號，使用 TimeSpan 度量時間間隔并指定是否在等待之前退出同步域。

有了上面的解釋，開始展示代碼（經(jīng)過多次優(yōu)化）

 //若要將初始狀態(tài)設(shè)置為終止，則為 true；若要將初始狀態(tài)設(shè)置為非終止，則為 false
        static AutoResetEvent oddResetEvent = new AutoResetEvent(false);
        static AutoResetEvent evenResetEvent = new AutoResetEvent(false);
        static int i = 0;
        static void Main(string[] args)
        {
            //ThreadStart是個委托
            Thread thread1 = new Thread(new ThreadStart(show));
            thread1.Name = "偶數(shù)線程";
            Thread thread2 = new Thread(new ThreadStart(show));
            thread2.Name = "奇數(shù)線程";
            thread1.Start();
           Thread.Sleep(2); //保證偶數(shù)線程先運行。
            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(); //當(dāng)前線程阻塞
                   
                }
               else
                {  
                    Console.WriteLine("{0}:{1} {2} ", Thread.CurrentThread.Name, i++, "oddResetEvent");
                    //如果此時AutoResetEvent 為非終止?fàn)顟B(tài)，則線程會被阻止，并等待當(dāng)前控制資源的線程通過調(diào)用 Set 來通知資源可用。否則不會被阻止
                     oddResetEvent.Set();
                    evenResetEvent.WaitOne();
                }
            }
        }

結(jié)果如下圖所示：

注意點：
不要有一點點點點多余的evenResetEvent.Set(),他會讓后續(xù)的 evenResetEvent.WaitOne();失效.

第二種方法Semaphore

此外，我們利用信號量也可以實現(xiàn)，信號量是一種內(nèi)核模式鎖，對性能要求比較高，特殊情況下才考慮使用，而且要避免在內(nèi)核模式和用戶模式下頻繁相互切換線程。代碼如下：

 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是個委托
            Thread thread1 = new Thread(new ThreadStart(show));
            thread1.Name = "偶數(shù)線程";
            Thread thread2 = new Thread(new ThreadStart(show));
            thread2.Name = "奇數(shù)線程";
            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(); //當(dāng)前線程阻塞
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine("{0}:{1}  {2}    ", Thread.CurrentThread.Name, i++, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                    //釋放一個偶數(shù)信號空位出來；
                    oddSemaphore.Release();
                    evenSemaphore.WaitOne(); //當(dāng)前線程阻塞
                    //此時已經(jīng)消耗了一個奇數(shù)信號空位
                }
            }
        }

第三種方法，約定每個線程只干自己的事

這種方法利用線程池本身就是隊列的方式,即先進(jìn)先出。測試之后發(fā)現(xiàn)性能有下降，但是還是貼出來供參考。

      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++)
            {
                //這兩種方法都可以
                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} ", "偶數(shù)線程", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, count++);
                        else Console.WriteLine("{0}:{1} {2} ", "奇數(shù)線程", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, count++);
                    }
                }
            }
        }

結(jié)果如下：

第四種方法 Mutex

        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是個委托
            Thread thread1 = new Thread(new ParameterizedThreadStart(show));
            thread1.Name = "偶數(shù)線程";
            Thread thread2 = new Thread(new ParameterizedThreadStart(show));
            thread2.Name = "奇數(shù)線程";
            thread1.Start(0);
            thread2.Start(1);
            thread2.Join();
            stopwatch.Stop();
            Console.WriteLine(stopwatch.Elapsed.TotalMilliseconds);
            Console.Read();
        }
        /// <summary>
        /// Mutex的釋放與鎖定 都只能在同一個線程中執(zhí)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();
            }
           
        }

有關(guān)概念資料

http://chabaoo.cn/article/180789.htm

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