如何控制好多个线程相互之间的联系,不产生冲突和重复,这需要用到互斥对象,即:System.Threading 命名空间中的 Mutex 类。
我们可以把Mutex看作一个出租车,乘客看作线程。乘客首先等车,然后上车,最后下车。当一个乘客在车上时,其他乘客就只有等他下车以后才可以上车。而线程与Mutex对象的关系也正是如此,线程使用Mutex.WaitOne()方法等待Mutex对象被释放,如果它等待的Mutex对象被释放了,它就自动拥有这个对象,直到它调用Mutex.ReleaseMutex()方法释放这个对象,而在此期间,其他想要获取这个Mutex对象的线程都只有等待。
下面这个例子使用了Mutex对象来同步四个线程,主线程等待四个线程的结束,而这四个线程的运行又是与两个Mutex对象相关联的。
其中还用到AutoResetEvent类的对象,可以把它理解为一个信号灯。这里用它的有信号状态来表示一个线程的结束。
// AutoResetEvent.Set()方法设置它为有信号状态
// AutoResetEvent.Reset()方法设置它为无信号状态
using
System;
using
System.Threading;
namespace
ThreadExample
{
public
class
MutexSample
{
static
Mutex gM1;
static
Mutex gM2;
const
int
ITERS
=
100
;
static
AutoResetEvent Event1
=
new
AutoResetEvent(
false
);
static
AutoResetEvent Event2
=
new
AutoResetEvent(
false
);
static
AutoResetEvent Event3
=
new
AutoResetEvent(
false
);
static
AutoResetEvent Event4
=
new
AutoResetEvent(
false
);
public
static
void
Main(String[] args)
{
Console.WriteLine(
"
Mutex Sample
"
);
//
创建一个Mutex对象,并且命名为MyMutex
gM1
=
new
Mutex(
true
,
"
MyMutex
"
);
//
创建一个未命名的Mutex 对象.
gM2
=
new
Mutex(
true
);
Console.WriteLine(
"
- Main Owns gM1 and gM2
"
);
AutoResetEvent[] evs
=
new
AutoResetEvent[
4
];
evs[
0
]
=
Event1;
//
为后面的线程t1,t2,t3,t4定义AutoResetEvent对象
evs[
1
]
=
Event2;
evs[
2
]
=
Event3;
evs[
3
]
=
Event4;
MutexSample tm
=
new
MutexSample( );
Thread t1
=
new
Thread(
new
ThreadStart(tm.t1Start));
Thread t2
=
new
Thread(
new
ThreadStart(tm.t2Start));
Thread t3
=
new
Thread(
new
ThreadStart(tm.t3Start));
Thread t4
=
new
Thread(
new
ThreadStart(tm.t4Start));
t1.Start( );
//
使用Mutex.WaitAll()方法等待一个Mutex数组中的对象全部被释放
t2.Start( );
//
使用Mutex.WaitOne()方法等待gM1的释放
t3.Start( );
//
使用Mutex.WaitAny()方法等待一个Mutex数组中任意一个对象被释放
t4.Start( );
//
使用Mutex.WaitOne()方法等待gM2的释放
Thread.Sleep(
2000
);
Console.WriteLine(
"
- Main releases gM1
"
);
gM1.ReleaseMutex( );
//
线程t2,t3结束条件满足
Thread.Sleep(
1000
);
Console.WriteLine(
"
- Main releases gM2
"
);
gM2.ReleaseMutex( );
//
线程t1,t4结束条件满足
//
等待所有四个线程结束
WaitHandle.WaitAll(evs);
Console.WriteLine(
"
Mutex Sample
"
);
Console.ReadLine();
}
public
void
t1Start( )
{
Console.WriteLine(
"
t1Start started, Mutex.WaitAll(Mutex[])
"
);
Mutex[] gMs
=
new
Mutex[
2
];
gMs[
0
]
=
gM1;
//
创建一个Mutex数组作为Mutex.WaitAll()方法的参数
gMs[
1
]
=
gM2;
Mutex.WaitAll(gMs);
//
等待gM1和gM2都被释放
Thread.Sleep(
2000
);
Console.WriteLine(
"
t1Start finished, Mutex.WaitAll(Mutex[]) satisfied
"
);
Event1.Set( );
//
线程结束,将Event1设置为有信号状态
}
public
void
t2Start( )
{
Console.WriteLine(
"
t2Start started, gM1.WaitOne( )
"
);
gM1.WaitOne( );
//
等待gM1的释放
Console.WriteLine(
"
t2Start finished, gM1.WaitOne( ) satisfied
"
);
Event2.Set( );
//
线程结束,将Event2设置为有信号状态
}
public
void
t3Start( )
{
Console.WriteLine(
"
t3Start started, Mutex.WaitAny(Mutex[])
"
);
Mutex[] gMs
=
new
Mutex[
2
];
gMs[
0
]
=
gM1;
//
创建一个Mutex数组作为Mutex.WaitAny()方法的参数
gMs[
1
]
=
gM2;
Mutex.WaitAny(gMs);
//
等待数组中任意一个Mutex对象被释放
Console.WriteLine(
"
t3Start finished, Mutex.WaitAny(Mutex[])
"
);
Event3.Set( );
//
线程结束,将Event3设置为有信号状态
}
public
void
t4Start( )
{
Console.WriteLine(
"
t4Start started, gM2.WaitOne( )
"
);
gM2.WaitOne( );
//
等待gM2被释放
Console.WriteLine(
"
t4Start finished, gM2.WaitOne( )
"
);
Event4.Set( );
//
线程结束,将Event4设置为有信号状态
}
}
}
Mutex 类的程序示例:
程序的输出结果:
Mutex Sample
-
Main Owns gM1 and gM2
t1Start started, Mutex.WaitAll(Mutex[])
t2Start started, gM1.WaitOne( )
t3Start started, Mutex.WaitAny(Mutex[])
t4Start started, gM2.WaitOne( )
-
Main releases gM1
t2Start finished, gM1.WaitOne( ) satisfied
t3Start finished, Mutex.WaitAny(Mutex[])
-
Main releases gM2
t1Start finished, Mutex.WaitAll(Mutex[]) satisfied
t4Start finished, gM2.WaitOne( )
Mutex Sample
从执行结果可以很清楚地看到,线程t2,t3的运行是以gM1的释放为条件的,而t4在gM2释放后开始执行,t1则在gM1和gM2都被释放了之后才执行。Main()函数最后,使用WaitHandle等待所有的AutoResetEvent对象的信号,这些对象的信号代表相应线程的结束。
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关于互斥量的使用,除了本实例中的AutoResetEvent外,我们还可以考虑使用ManualResetEvent,两者均继承自EventWaitHandle。在.Net多线程编程中,AutoResetEvent和ManualResetEvent这两个类经常用到, 他们的用法很类似,但也有区别。
二者使用时均按如下方式使用,Set方法将信号置为发送状态,Reset方法将信号置为不发送状态,WaitOne等待信号的发送。可以通过构造函数的参数值来决定其初始状态,若为true则非阻塞状态,为false为阻塞状态。如果某个线程调用WaitOne方法,则当信号处于发送状态时,该线程会得到信号, 继续向下执行。
其区别就在调用后,AutoResetEvent.WaitOne()每次只允许一个线程进入,当某个线程得到信号后,AutoResetEvent会自动又将信号置为不发送状态,则其他调用WaitOne的线程只有继续等待.也就是说,AutoResetEvent一次只唤醒一个线程;而ManualResetEvent则可以唤醒多个线程,因为当某个线程调用了ManualResetEvent.Set()方法后,其他调用WaitOne的线程获得信号得以继续执行,而ManualResetEvent不会自动将信号置为不发送。也就是说,除非手工调用了ManualReset