多線程（線程同步2）

来源:http://www.cnblogs.com/yonghuacui/archive/2016/12/22/6208381.html
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在上一篇多線程（線程同步1）中，我們主要學習了執行基本的原子操作、使用Mutex構造以及SemaphoreSlim構造，在這一篇中我們主要學習如何使用AutoResetEvent構造、ManualResetEventSlim構造和CountDownEvent構造。 四、使用AutoResetEven ...


　　在上一篇多線程（線程同步1）中，我們主要學習了執行基本的原子操作、使用Mutex構造以及SemaphoreSlim構造，在這一篇中我們主要學習如何使用AutoResetEvent構造、ManualResetEventSlim構造和CountDownEvent構造。

四、使用AutoResetEvent構造

　　在這一小節中，我們將學習如何使用AutoResetEvent構造從一個線程向另一個線程發送通知。AutoResetEvent通知一個等待線程某個事件已經發生。具體步驟如下所示：

1、使用Visual Studio 2015創建一個新的控制台應用程式。

2、雙擊打開“Program.cs”文件，編寫代碼如下所示：

 1 using System;
 2 using System.Threading;
 3 using static System.Console;
 4 using static System.Threading.Thread;
 5 
 6 namespace Recipe04
 7 {
 8     class Program
 9     {
10         private static AutoResetEvent workerEvent = new AutoResetEvent(false);
11         private static AutoResetEvent mainEvent = new AutoResetEvent(false);
12 
13         static void Process(int seconds)
14         {
15             WriteLine("Starting a long running work...");
16             Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
17             WriteLine("Work is done!");
18             workerEvent.Set();
19             WriteLine("Waiting for a main thread to complete its work");
20             mainEvent.WaitOne();
21             WriteLine("Starting second operation...");
22             Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
23             WriteLine("Work is done!");
24             workerEvent.Set();
25         }
26 
27         static void Main(string[] args)
28         {
29             var t = new Thread(() => Process(10));
30             t.Start();
31 
32             WriteLine("Waiting for another thread to complete work");
33             workerEvent.WaitOne();
34             WriteLine("First operation is completed!");
35             WriteLine("Performing an operation on a main thread");
36             Sleep(TimeSpan.FromSeconds(5));
37             mainEvent.Set();
38             WriteLine("Now running the second operation on a second thread");
39             workerEvent.WaitOne();
40             WriteLine("Second operation is completed!");
41         }
42     }
43 }

3、運行該控制台應用程式，運行效果（每次運行效果可能不同）如下圖所示：

　　在第10~11行代碼處，我們定義了兩個AutoResetEvent實例：workerEvent和mainEvent。workerEvent用於從新建線程中向主線程發送通知，mainEvent用於從主線程向新建線程發送通知。在調用AutoResetEvent的構造方法的時候，我們給該構造方法的“initialState”參數傳遞了false值，指定AutoResetEvent實例的初始狀態為“無信號狀態”，這意味著調用AutoResetEvent實例的“WaitOne”方法的線程將會被阻塞，直到我們調用AutoResetEvent實例的“Set”方法之後，該線程才會繼續執行。如果我們將AutoResetEvent類的構造方法的“initialState”參數值設置為true，則AutoResetEvent實例的初始狀態為“信號狀態”，那麼第一個調用AutoResetEvent實例的“WaitOne”方法的線程將會被立即執行，然後AutoResetEvent實例的狀態自動變為“無信號狀態”，這個時候，當我們再次調用AutoResetEvent的“WaitOne”方法後，必須在另一個線程中調用AutoResetEvent的“Set”方法才能繼續執行當前的線程。

　　在第29行代碼處，我們創建了一個新的線程用於執行“Process”方法，併在第30行代碼處啟動線程。

　　在第33行代碼處，我們調用AutoResetEvent實例workerEvent的“WaitOne”方法，導致主線程被阻塞，然而在我們在第29行代碼處創建的線程中，我們調用了AutoResetEvent實例WorkerEvent的“Set”方法，因此，主線程得以繼續執行。當執行到第20行代碼處，我們在新建線程中調用了AutoResetEvent實例mainEvent的“WaitOne”方法，因此導致新建線程被阻塞，然而在主線程執行到第37行代碼處，我們調用了AutoResetEvent實例mainEvent的“Set”方法，因此，新建線程得以繼續執行。而主線程在執行到第39行代碼處，主線程又被阻塞，而新建線程執行到第24行代碼處，導致主線程得以繼續執行，因此，主線程執行到第40行代碼，控制台應用程式正常結束。

　　AutoResetEvent是kernel-time構造，因此，如果沒有必要，我們建議使用下一節介紹的ManualResetEventslim來替代AutoResetEvent。

五、使用ManualResetEventSlim構造

　　在這一小節中，我們將學習如何使用ManualResetEventSlim構造在多個線程之間更加靈活地發送通知。具體步驟如下所示：

1、使用Visual Studio 2015創建一個新的控制台應用程式。

2、雙擊打開“Program.cs”文件，編寫代碼如下所示：

 1 using System;
 2 using System.Threading;
 3 using static System.Console;
 4 using static System.Threading.Thread;
 5 
 6 namespace Recipe05
 7 {
 8     class Program
 9     {
10         private static ManualResetEventSlim mainEvent = new ManualResetEventSlim(false);
11 
12         static void TravelThroughGates(string threadName, int seconds)
13         {
14             WriteLine($"{threadName} falls to sleep");
15             Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
16             WriteLine($"{threadName} waits for the gates to open!");
17             mainEvent.Wait();
18             WriteLine($"{threadName} enters the gates!");
19         }
20         
21         static void Main(string[] args)
22         {
23             var t1 = new Thread(() => TravelThroughGates("Thread 1", 5));
24             var t2 = new Thread(() => TravelThroughGates("Thread 2", 6));
25             var t3 = new Thread(() => TravelThroughGates("Thread 3", 12));
26 
27             t1.Start();
28             t2.Start();
29             t3.Start();
30 
31             Sleep(TimeSpan.FromSeconds(6));
32             WriteLine("The gates are now open!");
33             mainEvent.Set();
34             Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
35             mainEvent.Reset();
36             WriteLine("The gates have been closed!");
37             Sleep(TimeSpan.FromSeconds(10));
38             WriteLine("The gates are now open for the second time!");
39             mainEvent.Set();
40             Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
41             WriteLine("The gates have been closed!");
42             mainEvent.Reset();
43         }
44     }
45 }

3、運行該控制台應用程式，運行效果（每次運行效果可能不同）如下圖所示：

　　在第10行代碼處，我們定義了一個ManualResetEventSlim類型的實例mainEvent，並給它的構造方法的“initialState”參數傳遞了false值，表示該對象的初始狀態為“無信號狀態”。

　　在第23~25行代碼處，我們創建了三個線程t1、t2和t3。這三個線程都用於執行“TraveThroughGates”方法，在該方法的內部，我們調用了ManualResetEventSlim實例mainEvent的“Wait”方法，以阻塞t1、t2和t3線程的執行。

　　在第31行代碼處，我們讓主線程阻塞6秒鐘，在這六秒鐘內，線程t1和t2都執行到第17行代碼處，這個時候線程t1和t2都阻塞，並且等待mainEvent的“Set”方法被調用，以接收信號後繼續執行。主線程阻塞6秒鐘後，會執行第33行代碼，執行完畢這行代碼之後，線程t1和t2都會接收到通知，因此，線程t1和t2都會繼續往下執行，從而都執行第18行代碼，之後線程t1和t2執行完畢，結束。

　　由於線程t3在主線程執行到第33行代碼處的時候，還在阻塞（因為執行了第15行代碼）中，因此線程t3在主線程執行到第33行代碼處的時候不受影響，繼續阻塞。

　　當主線程執行到第34行代碼處的時候，線程t3依然在阻塞狀態中。在主線程執行了第35行代碼之後，mainEvent被重置為“無信號狀態”。當主線程執行到第37行代碼處，主線程被阻塞10秒鐘。在主線程被阻塞的10秒鐘內，線程t3會執行到第17行代碼處，從而t3線程被阻塞，等待通知的到來，才能繼續執行。

　　當主線程阻塞10秒鐘之後，會執行第39行代碼，從而導致線程t3繼續執行，因此會執行第18行代碼，線程t3結束。

　　然後主線程阻塞2秒鐘後，又將mainEvent重置為“無信號狀態”，然後主線程結束。

六、使用CountdownEvent構造

　　在這一小節中，我們將學習如何使用CountdownEvent構造等待發送一定數量的通知後，才繼續執行被阻塞的線程。學習步驟如下所示：

1、使用Visual Studio 2015創建一個新的控制台應用程式。

2、雙擊打開“Program.cs”文件，編寫代碼如下所示：

 1 using System;
 2 using System.Threading;
 3 using static System.Console;
 4 using static System.Threading.Thread;
 5 
 6 namespace Recipe06
 7 {
 8     class Program
 9     {
10         private static CountdownEvent countdown = new CountdownEvent(2);
11 
12         static void PerformOperation(string message, int seconds)
13         {
14             Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
15             WriteLine(message);
16             countdown.Signal();
17         }
18 
19         static void Main(string[] args)
20         {
21             WriteLine("Starting two operations");
22             var t1 = new Thread(() => PerformOperation("Operation 1 is completed", 4));
23             var t2 = new Thread(() => PerformOperation("Operation 2 is completed", 8));
24 
25             t1.Start();
26             t2.Start();
27             countdown.Wait();
28             WriteLine("Both operations have been completed.");
29             countdown.Dispose();
30         }
31     }
32 }

3、運行該控制台應用程式，運行效果如下圖所示：

　　在第10行代碼處，我們創建了一個CountdownEvent的實例countdown，並給該構造方法的“initialCount”參數傳遞了數值2，表示我們希望等待2個通知發送完畢後，被阻塞的線程才能繼續執行。

　　在第22~23行代碼處，我們創建了兩個新線程用於執行“PerformOperation”方法，在該方法中，我們調用了countdown的“Signal”方法，用於發送通知，並減小CountdownEvent的CurrentCount的值，當CurrentCount的值減少到0時，被阻塞的線程才能繼續執行。

　　在第27行代碼處，我們在主線程中調用了countdown的“Wait”方法，從而主線程被阻塞，直到接收到通知並且CurrentCount的值為0時，主線程才能繼續執行。

　　註意，如果將第10行代碼處的2修改為3，再次運行該程式，主線程會一直等待，不會結束，因為CurrentCount的值沒有減少到0。


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