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[.Net线程处理系列]专题五:线程同步——事件构造

發布時間:2025/3/8 asp.net 21 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 [.Net线程处理系列]专题五:线程同步——事件构造 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

引言:

??? 其實這部分內容應該是屬于專題四,因為這篇也是講關于線程同步的,但是由于考慮到用戶的閱讀習慣問題,因為文章太長了,很多人不是很愿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么便于閱讀,因為我看別人的博客的時候,看到有代碼是折疊起來的時候很多時候不愿意去點,并且點一下之后同樣拉長文章的,然后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),一看滾動條后發現還有好長的內容很看, 所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,你肯定懂的是什么感覺的)。所以我把線程同步放到兩篇文章里面來說,其實放到兩篇文章里面也有一定原因的, 前面講的線程同步主要是用戶模式的(CLR Via C# 一書中是這么定義的,書中說到線程同步分兩種:一、用戶模式構造 二、內核模式構造,第一次看的時候不是很理解兩個名詞是什么意思的,我一般理解東西是采用把東西拆分來理解,理解拆分的各個部分后再合起來理解內容的,現在我對著兩個的理解是——用戶模式構造:對于內核模式構造(指的的是構造操作系內核對象),我們使用類(.net Framework中的類,如 AutoResetEvent, Semaphore類)的方法來實現線程同步,其實內部是調用操作系統的內核對象來實現的線程同步,此時就會導致線程從托管代碼到為內核代碼,然而用戶模式構造,沒有調用操作系統內核對象,線程只是在用戶的托管代碼上執行的),對于用戶模式構造和內核模式的構造只是我自己的理解的, 如果有更好的理解方式可以留言告訴下我, 這樣我們可以一起討論和學習了。

?

目錄

一、WaitHandle基類介紹

二、事件(Event)類實現線程同步

三、小結

?

一、WaitHandle基類介紹

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內核對象的句柄(句柄可以理解為標示了對象實例的一個數字,具體大家可以查看資料深入理解下的,在這里只是提出理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現線程同步的)。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,用構造函數來實例化這些類的對象時,其內部都調用了Win32 CreateEvent或CreateEvent函數,或CreateSemaphore或者CreateMutex函數,這些函數調用返回的句柄值都保存在WaitHandle基類定義的SafeWaitHandle字段中。

二、事件(Event)類實現線程同步

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 類型的初始狀態來設置AutoResetEvent對象的狀態,如果要將AutoResetEvent對象的初始狀態設置為終止,則傳入bool值為true,若要設置非終止,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號時,將返回false。

調用Set方法發信號來釋放等待線程。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,等待信號,一個用來釋放等待線程(就是說調用set方法來發送一個信號,此時WaitOne接受到信號,就釋放阻塞的線程,線程就可以繼續運行)

線程通過調用AutoResetEvent的WaitOne方法來等待信號,如果AutoResetEvent對象為非終止狀態,則線程被阻止,等到線程調用Set方法來恢復線程執行。如果AutoResetEvent為終止狀態時,則線程不會被阻止,此時AutoResetEvent將立即釋放線程并返回為非終止狀態(指出有線程在使用資源的一種狀態)。

下面通過通過一個例子來演示下AutoResetEvent的使用:

  • using?System; ?
  • using?System.Threading; ?
  • ?
  • namespace?KenelMode ?
  • { ?
  • ????class?Program ?
  • ????{ ?
  • ????????//?初始化自動重置事件,并把狀態設置為非終止狀態 ?
  • ????????//?如果這里把初始狀態設置為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 ?
  • ????????//?因為設置為True時,表示此時已經為終止狀態了。??????? ?
  • ????????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秒后 ?
  • ????????????//?調用?Set方法釋放線程,使線程t可以運行 ?
  • ????????????Thread.Sleep(3000); ?
  • ?
  • ????????????//?Set?方法就是把事件狀態設置為終止狀態。 ?
  • ????????????autoEvent.Set(); ?
  • ????????????Console.Read(); ?
  • ????????} ?
  • ?
  • ????????public?static?void?TestMethod() ?
  • ????????{ ?
  • ????????????autoEvent.WaitOne(); ?
  • ?
  • ????????????//?3秒后線程可以運行,所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()); ?
  • ????????} ?
  • ????} ?
  • }?
  • 運行結果(從運行結果看確實是過了一秒后在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方法來發送一個信號),同時我們也可以設置堵塞線程的事件,當超時時,線程將不阻塞直接運行(盡管此時沒有通過Set來發送一個信號,線程照樣運行,只是WaitOne方法返回的的值不一樣)。

    bool WaitOne(int millisecondsTimeout)?收到信號時返回為True,沒收到信號返回為false。

    看完下面的代碼你可能會形象理解WaitOne(millisecondsTimeout)方法的使用的:

  • using?System; ?
  • using?System.Threading; ?
  • ?
  • namespace?KenelMode ?
  • { ?
  • ????class?Program ?
  • ????{ ?
  • ????????//?初始化自動重置事件,并把狀態設置為非終止狀態 ?
  • ????????//?如果這里把初始狀態設置為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 ?
  • ????????//?因為設置為True時,表示此時已經為終止狀態了。??????? ?
  • ????????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1秒后 ?
  • ????????????//?調用?Set方法釋放線程,使線程t可以運行 ?
  • ????????????Thread.Sleep(3000); ?
  • ?
  • ????????????//?Set?方法就是把事件狀態設置為終止狀態。 ?
  • ????????????autoEvent.Set(); ?
  • ????????????Console.Read(); ?
  • ????????} ?
  • ?
  • ????????public?static?void?TestMethod() ?
  • ????????{ ?
  • ????????????if?(autoEvent.WaitOne(2000)) ?
  • ????????????{ ?
  • ????????????????Console.WriteLine("Get?Singal?to?Work"); ?
  • ????????????????//?3秒后線程可以運行,所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"); ?
  • ????????????????Console.WriteLine("Method?Restart?run?at:?"?+?DateTime.Now.ToLongTimeString()); ?
  • ????????????} ?
  • ????????} ?
  • ????} ?
  • }?
  • 運行結果:

    同時這里可以把Thread.Sleep(3000)改成Thread.Sleep(1000)的時候,就是說AutoResetEvent對象在超時之前就接到信號了, 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,在這里結果就不貼了。

    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,不過他們還是有點區別:

    AutoResetEvent?為終止狀態時線程調用 WaitOne,則線程不會被阻止。AutoResetEvent?將立即釋放線程并返回到非終止狀態,當再次調用WaitOne狀態時線程會被阻止

    這里請注意如果AutoResetEvent初始為非終止狀態時, 調用WaitOne(int millisecondsTimeout)方法后并不會把狀態返回為終止狀態,此時還是非終止的,調用WaitOne方法自動改變狀態只針對初始狀態為終止狀態時有效。

    然而ManualResetEvent初始狀態為終止狀態時時調用WaitOne,則線程同樣不會被阻止,但是ManualResetEvent的狀態不會發生改變(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區別:

  • using?System; ?
  • using?System.Threading; ?
  • ?
  • namespace?ManualResetEventSample ?
  • { ?
  • ????class?Program ?
  • ????{ ?
  • ????????//?初始化自動重置事件,并把狀態設置為終止狀態 ?
  • ????????public?static?AutoResetEvent?autoEvent?=?new?AutoResetEvent(true); ?
  • ?
  • ????????public?static?ManualResetEvent?autoEvent?=?new?ManualResetEvent(true); ?
  • ????????static?void?Main(string[]?args) ?
  • ????????{ ?
  • ????????????Console.WriteLine("Main?Thread?Start?run?at:?"?+?DateTime.Now.ToLongTimeString()); ?
  • ????????????Thread?t?=?new?Thread(TestMethod); ?
  • ????????????t.Start(); ?
  • ????????????Console.Read(); ?
  • ????????} ?
  • ?
  • ????????public?static?void?TestMethod() ?
  • ????????{ ?
  • ????????????//?初始狀態為終止狀態,則第一次調用WaitOne方法不會堵塞線程 ?
  • ????????????//?此時運行的時間間隔應該為0秒,但是因為是AutoResetEvent對象 ?
  • ????????????//?調用WaitOne方法后立即把狀態返回為非終止狀態。 ?
  • ????????????autoEvent.WaitOne(); ?
  • ????????????Console.WriteLine("Method?start?at?:?"+?DateTime.Now.ToLongTimeString()); ?
  • ?
  • ????????????//?因為此時AutoRestEvent為非終止狀態,所以調用WaitOne方法后將阻塞線程1秒,這里設置了超時時間 ?
  • ????????????//?所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態 ?
  • ????????????//?所以調用完第一次WaitOne方法后狀態仍然為非終止狀態,所以再次調用不會阻塞線程,所以此時的時間間隔也為0 ?
  • ????????????//?如果沒有設置超時時間的話,下面這行語句將不會執行 ?
  • ????????????autoEvent.WaitOne(1000); ?
  • ????????????Console.WriteLine("Method?start?at?:?"?+?DateTime.Now.ToLongTimeString());?????? ?
  • ????????} ?
  • ????} ?
  • }?
  • 運行結果:

    如果你把創建事件為手動重置事件ManualResetEvent時,得到的運行結果就會下面這樣:

    2.3 跨進程之間同步

    內核模式的構造可同步在同一臺機器上的不同進程中運行的線程,所以我們同樣可以使用 AutoResetEvent實現不同進程中運行的線程同步,但是此時需要對AutoResetEvent進行命名,但是AutoResetEvent只提供帶一個參數的構造函數的,此時應該如何去實現不同進程中的線程同步的呢?

    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

    除了之前的方法創建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

    下面一段代碼演示如何實現跨不同進程中的線程同步:

  • using?System; ?
  • using?System.Threading; ?
  • ?
  • namespace?CrossProcess_EventWaitHandle ?
  • { ?
  • ????class?Program ?
  • ????{ ?
  • ????????public?static?EventWaitHandle?autoEvent?=?new?EventWaitHandle(true,?EventResetMode.AutoReset,?"My"); ?
  • ????????static?void?Main(string[]?args) ?
  • ????????{ ?
  • ????????????Console.WriteLine("Main?Thread?Start?run?at:?"?+?DateTime.Now.ToLongTimeString()); ?
  • ????????????Thread?t?=?new?Thread(TestMethod); ?
  • ???????????? ?
  • ????????????//?為了有時間啟動另外一個線程 ?
  • ????????????Thread.Sleep(2000); ?
  • ????????????t.Start(); ?
  • ????????????Console.Read(); ?
  • ????????} ?
  • ?
  • ????????public?static?void?TestMethod() ?
  • ????????{ ?
  • ????????????//?進程一:顯示的時間間隔為2秒 ?
  • ????????????//?進程二中顯示的時間間隔為3秒 ?
  • ????????????//?因為進程二中AutoResetEvent的初始狀態為非終止的 ?
  • ????????????//?因為在進程一中通過WaitOne方法的調用已經把AutoResetEvent的初始狀態返回為非終止狀態了 ?
  • ????????????autoEvent.WaitOne(1000); ?
  • ????????????Console.WriteLine("Method?start?at?:?"+?DateTime.Now.ToLongTimeString()); ?
  • ????????} ?
  • ????} ?
  • }?
  • 運行結果:

    ?三、小結

    ???? 本來打算在一篇文章里面講述內核模式構造的,寫著寫著滾動條又變很小了,為了大家的閱讀,我把信號量和互斥體放在后面一篇文章里面講吧,相信后面的內容會很好理解的,因為后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博客,原文鏈接:http://blog.51cto.com/learninghard/1034792,如需轉載請自行聯系原作者


    總結

    以上是生活随笔為你收集整理的[.Net线程处理系列]专题五:线程同步——事件构造的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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