在上一篇文章“.NET簡談組件程序設計之(上下文與同步域) ”中，我們學習了關于一些上下文和同步域的概念，可以利用這兩個技術來進行自動同步。

今天我們主要學習怎么手動來執行同步，能從更小的粒度進行封鎖，以達到最大程度的吞吐量。[王清培版權所有，轉載請給出署名]

我們知道線程是進程的運行實體，進程是資源分配單位，而線程是執行單位。照書上所說，線程是程序的執行路徑，當我們分配一個線程的時候，要確定線程的執行路徑是什么，也就是代碼中的ThreadStart委托所指向的入口點方法。

一旦我們手動Start啟動線程的時候，當前上下文線程就被系統立即切換，我們從Thread.CurrentThread靜態屬性中可以準確的獲取到當前正在執行的線程實例，然后進行一系列的設置、等待、終止。[王清培版權所有，轉載請給出署名]

那么線程到底是怎么實現同步(互斥)的呢，在我們正常的代碼中是沒有關于線程同步的現實代碼的，所以在線程執行路徑中是不存在任何能夠阻塞線程的實現代碼。要想實現線程阻塞，就必須在線程的執行路徑中寫點東西，讓所有線程當進入這段代碼的時候(也就是臨界資源)，通過判斷某種東西來確定是否允許進入執行。

圖1：

在ThreadStartEnterPoint方法中，如果沒有任何的同步代碼，那么任何線程都能進去執行，就導致了亂七八糟的數據。當數據在內存中的時候，在同一時間只能是由CPU去執行線程的代碼，但是線程是有競爭情況的，當線程1還沒有完全執行完畢，線程2就來執行這塊數據，導致數據的不同步。

那么我們需要再線程1還沒有執行完畢前不允許其他線程使用這塊內存對象。當線程1使用完后就立即釋放所占有的資源，讓其他線程能競爭。

利用Monitor(監視器)來進行同步

Monitor是用來提供同步的對象，通過它可以在某個時間點上鎖定對象。請看代碼：

[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)] ?

???????public?void?ShowMessage() ?

???????{ ?

???????????for?(int?i?=?0;?i?<?20;?i++) ?

???????????{ ?

???????????????if?(i?==?10) ?

???????????????????Monitor.Wait(this);//等第二個線程使用完后，我在繼續執行。將當前線程放置在等待隊列里 ?

???????????????Thread?currentthread?=?Thread.CurrentThread; ?

???????????????Console.WriteLine(currentthread.Name?+?"|"?+?currentthread.ManagedThreadId?+?"|"?+?i.ToString()); ?

???????????} ?

???????} ?

???????[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)] ?

???????public?void?PluseThread() ?

???????{ ?

???????????for?(int?i?=?0;?i?<?20;?i++) ?

???????????{ ?

???????????????Thread?currentthread?=?Thread.CurrentThread; ?

???????????????Console.WriteLine(currentthread.Name?+?"|"?+?currentthread.ManagedThreadId?+?"|"?+?i.ToString()); ?

???????????} ?

???????????Monitor.Pulse(this);//將等待隊列里的線程放到鎖定隊列，也就是Monitor.Enter(); ?

???????}?

這是一個類中的兩個方法，在方法的頭部我用了MethodImpl方法特性進行了標識，其實這個特性的目的就是在方法的入口處和結束處加上同步方法，也就是Monitor.Enter和Monitor.Exit，一般情況下我們都是習慣用lock來鎖定對象，其實lock也是Monitor的變體。這里我就不寫出來了。讓我們熟悉一下陌生的使用方式。

Myclass1?myclass?=?new?Myclass1(); ?

?

???????????ThreadStart?startdeleted?=?new?ThreadStart(myclass.ShowMessage); ?

???????????Thread?thread?=?new?Thread(startdeleted); ?

???????????thread.Name?=?"線程1"; ?

???????????ThreadStart?stra?=?new?ThreadStart(myclass.PluseThread); ?

???????????Thread?thread2?=?new?Thread(stra); ?

???????????thread2.Name?=?"線程2"; ?

?

???????????thread.Start(); ?

???????????thread2.Start(); ?

?

???????????thread2.Join(); ?

???????????Console.WriteLine("線程2已經釋放"); ?

???????????thread.Join(); ?

???????????Console.WriteLine("線程1已經釋放"); ?

在調用的代碼里面，大概意思是這樣的，我們同時開啟兩個線程，入口點分別是上面的兩個方法，在PluseThread里面是為了將ShowMessage線程1從等待隊列里釋放出來繼續執行。[王清培版權所有，轉載請給出署名]

在ShowMessage里面我用Monitor.Wait方法等待，當調用這個方法的時候會使用我鎖定的對象，讓其他線程進入執行。當Monitor.Pluse的時候，線程1繼續執行。

靜態Monitor對象是每個線程都會執行的路徑，我們通過控制Monitor來進行線程同步，當我們調用Wait就是等待，直到當前對象Pluse才繼續執行。

圖2：

利用WaitHandle(等待句柄)來進行同步

上面我們通過Monitor來進行同步，在同步的時候我們需要很好的控制等待時間，用Monitor也能通過Wait進行等待超時設置，也許它內部封裝是Windows等待句柄。

這里我們通過使用WaitHandle來進行同步，WaitHandle是個抽象類，它的子類有很多，比如Mutex互斥體、ManualResetEvent、AutoResetEvent事件對象，等等。下面我們就來看看利用這些對象怎么同步線程。

Mutext互斥體

public?void?Print() ?

????????{ ?

????????????Mutex?mutex?=?new?Mutex(false,?"myclass");//Mutex互斥體 ?

????????????mutex.WaitOne(); ?

????????????for?(int?i?=?0;?i?<?10;?i++) ?

????????????{ ?

????????????????Console.WriteLine(i.ToString()?+?Thread.CurrentThread.Name); ?

????????????} ?

????????????mutex.ReleaseMutex(); ?

????????}?

在方法的內部我們申請一個Mutex對象，這個Mutex是全局的，就是在一臺機器上只能存在一個名稱的Mutex，Mutex可用來同步線程也可以用來同步進程。

我們在Print方法里面用WaitOne獲取句柄，如果已經有線程“捷足先得”了，那么這里將阻塞，并返回false。

在使用完后，記得調用ReleaseMutex釋放當前占用的Mutex句柄。

Myclass1?myclass?=?new?Myclass1(); ?

?

???????????Thread?thread?=?new?Thread(new?ThreadStart(myclass.Print)); ?

???????????thread.Name?=?"線程1"; ?

?

???????????Thread?thread2?=?new?Thread(new?ThreadStart(myclass.Print)); ?

???????????thread2.Name?=?"線程2"; ?

?

???????????thread.Start(); ?

???????????thread2.Start(); ?

?

???????????thread2.Join(); ?

???????????thread.Join(); ?

???????????Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); ?

???????????Console.ReadLine();?

圖3：

利用ManualResetEvent(手動事件)來進行同步

我們直接看代碼吧，ManualResetEvent大家可能都用過。

public?class?EventWaitHandlerDemo ?

???{ ?

???????ManualResetEvent?resetevent?=?new?ManualResetEvent(false); ?

???????public?EventWaitHandlerDemo() ?

???????{ ?

???????????Thread?thread?=?new?Thread(new?ThreadStart(this.DoWork)); ?

???????????thread.Start(); ?

???????} ?

???????private?void?DoWork() ?

???????{ ?

???????????int?count?=?0; ?

???????????while?(true) ?

???????????{ ?

???????????????resetevent.WaitOne(); ?

???????????????Console.WriteLine(count++); ?

???????????} ?

???????} ?

???????public?void?GoThread() ?

???????{ ?

???????????resetevent.Set(); ?

???????????Console.WriteLine("線程啟動"); ?

???????} ?

???????public?void?Stopthread() ?

???????{ ?

???????????resetevent.Reset(); ?

???????????Console.WriteLine("線程暫停"); ?

???????} ?

???????public?void?Close() ?

???????{ ?

???????????resetevent.Close(); ?

???????????Console.WriteLine("線程終止"); ?

???????} ?

???}?

這種類型的等待句柄對象是完全手動控制的，讓我們想要用的時候要記得set，想要暫停的時候就Reset，不用了就close。

EventWaitHandlerDemo?demo?=?new?EventWaitHandlerDemo(); ?

????????????demo.GoThread(); ?

?

????????????Thread.Sleep(1000); ?

????????????demo.Stopthread(); ?

?

????????????Thread.Sleep(1000); ?

????????????demo.Close(); ?

?

????????????Console.WriteLine("程序結束");?

圖4：

利用AutoResetEvent(自動事件)來進行同步

從名字上就能看出，該事件是自動重置事件，不需要想上面那樣進行set\reset操作。

public?class?AutoResetEventDemo ?

????{ ?

????????AutoResetEvent?autoevent?=?new?AutoResetEvent(true); ?

????????public?AutoResetEventDemo() ?

????????{?} ?

????????public?void?Print() ?

????????{ ?

????????????autoevent.WaitOne(); ?

????????????//??autoevent.Reset();在手動事件中，需要手動切換狀態 ?

????????????int?i?=?0; ?

????????????while?(true) ?

????????????{ ?

????????????????if?(i?==?10) ?

????????????????{ ?

????????????????????Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name?+?"線程結束"); ?

????????????????????autoevent.Set(); ?

????????????????????break; ?

????????????????} ?

????????????????Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId?+?"|"?+?i++); ?

????????????} ?

????????} ?

????}?

在上面的代碼中，我們通過WaitOne獲取等待句柄，當我們獲取到之后，事件對象會自動重置為信號已發，其他線程無法獲取到等待句柄。當我們set之后其他線程才能獲取到，這里省掉的是線程進入執行路徑的過程。

ManualResetEvent需要手動進行set才能使用，一旦set之后信號標記為未發狀態，所有線程都能執行代碼，除非手動Reset才能阻塞。

Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); ?

???????????AutoResetEventDemo?autodemo?=?new?AutoResetEventDemo(); ?

?

???????????Thread?thread1?=?new?Thread(new?ThreadStart(autodemo.Print)); ?

???????????thread1.Name?=?"線程1"; ?

?

???????????Thread?thread2?=?new?Thread(new?ThreadStart(autodemo.Print)); ?

???????????thread2.Name?=?"線程2"; ?

???????????thread1.Start(); ?

???????????thread2.Start(); ?

?

???????????thread1.Join(); ?

???????????thread2.Join(); ?

???????????Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); ?

???????????Console.Read();?

圖5：

[王清培版權所有，轉載請給出署名]

與50位技術專家面對面20年技術見證，附贈技術全景圖

總結

以上是生活随笔為你收集整理的.NET简谈组件程序设计之(手动同步)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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