问题抽象:当某个操作的执行必须依赖于另一个操作的完成时,需要有个机制来保证这种先后关系。
线程通信方案:ManualResetEventSlim、ManualResetEvent、AutoResetEvent
方案特性:提供线程通知的能力,没有接到通知前,线程必须等待,有先后顺序。
1、ManualResetEvent类
对象有两种信号量状态True和False。构造函数设置初始状态。简单来说,
◆ 如果构造函数由true创建,则第一次WaitOne()不会阻止线程的执行,而是等待Reset后的第二次WaitOne()才阻止线程执行。
◆ 如果构造函数有false创建,则WaitOne()必须等待Set()才能往下执行。
一句话总结就是:是否忽略第一次阻塞。
方法如下:
◆ WaitOne:该方法用于阻塞线程,默认是无限期的阻塞,支持设置等待时间,如果超时就放弃阻塞,不等了,继续往下执行;
◆ Set:手动修改信号量为True,也就是恢复线程执行;
◆ ReSet:重置状态; 重置后,又能WaitOne()啦
using System;
using System.Threading;
namespace ConsoleApp1
{
class Program
{
//一开始设置为false才会等待收到信号才执行
static ManualResetEvent mr = new ManualResetEvent(false);
public static void Main()
{
Thread t = new Thread(Run);
//启动辅助线程
t.Start();
//等待辅助线程执行完毕之后,主线程才继续执行
Console.WriteLine("主线程一边做自己的事,一边等辅助线程执行!" + DateTime.Now.ToString("mm:ss"));
mr.WaitOne();
Console.WriteLine("收到信号,主线程继续执行" + DateTime.Now.ToString("mm:ss"));
Console.ReadKey();
}
static void Run()
{
//模拟长时间任务
Thread.Sleep(3000);
Console.WriteLine("辅助线程长时间任务完成!" + DateTime.Now.ToString("mm:ss"));
mr.Set();
}
}
}
Program
在思维上,这个东西可以有两种用法,一种是让主线程等待辅助线程,一种是辅助线程等待主线程。
但无论怎么用,都是让一个线程等待或唤醒另外一个线程。
Reset方法调用示例
using System;
using System.Threading;
namespace ConsoleApp1
{
class Program
{
//一开始设置为false,当遇到WaitOne()时,需要Set()才能继续执行
static ManualResetEvent mr = new ManualResetEvent(false);
public static void Main()
{
Thread t = new Thread(Run);
Console.WriteLine("开始" + DateTime.Now.ToString("mm:ss"));
t.Start();
mr.WaitOne();
Console.WriteLine("第一次等待完成!" + DateTime.Now.ToString("mm:ss"));
mr.Reset(); //重置后,又能WaitOne()啦
mr.WaitOne(3000);
Console.WriteLine("第二次等待完成!" + DateTime.Now.ToString("mm:ss"));
Console.ReadKey();
}
static void Run()
{
mr.Set();
Thread.Sleep(2000);
mr.Set();
}
}
}
Program
如果以上代码不使用Reset,则直接输出第二次等待完成,而不会等待2秒。
2、AutoResetEvent类
AutoResetEvent与ManualResetEvent的区别在于AutoResetEvent 的WaitOne会改变信号量的值为false,让其等待阻塞。
比如说初始信号量为True,如果WaitOne超时信号量将自动变为False,而ManualResetEvent则不会。
第二个区别:
◆ ManualResetEvent:每次可以唤醒一个或多个线程
◆ AutoResetEvent:每次只能唤醒一个线程
using System;
using System.Threading;
namespace ConsoleApp1
{
class Program
{
static AutoResetEvent ar = new AutoResetEvent(true);
public static void Main()
{
Thread t = new Thread(Run);
t.Start();
bool state = ar.WaitOne(1000);
Console.WriteLine("当前的信号量状态:{0}", state);
state = ar.WaitOne(1000);
Console.WriteLine("再次WaitOne后现在的状态是:{0}", state);
state = ar.WaitOne(1000);
Console.WriteLine("再次WaitOne后现在的状态是:{0}", state);
Console.ReadKey();
}
static void Run()
{
Console.WriteLine("当前时间" + DateTime.Now.ToString("mm:ss"));
}
}
}
Program
AutoResetEvent 允许线程通过发信号互相通信。通常,此通信涉及线程需要独占访问的资源。
线程通过调用 AutoResetEvent 上的 WaitOne 来等待信号。如果 AutoResetEvent 处于非终止状态,则该线程阻塞,并等待当前控制资源的线程,通过调用 Set 发出资源可用的信号。调用 Set 向 AutoResetEvent 发信号以释放等待线程。AutoResetEvent 将保持终止状态,直到一个正在等待的线程被释放,然后自动返回非终止状态。如果没有任何线程在等待,则状态将无限期地保持为终止状态。可以通过将一个布尔值传递给构造函数来控制 AutoResetEvent 的初始状态,如果初始状态为终止状态,则为 true;否则为 false。
通俗的来讲只有等myResetEven.Set()成功运行后,myResetEven.WaitOne()才能够获得运行机会;Set是发信号,WaitOne是等待信号,只有发了信号,等待的才会执行。如果不发的话,WaitOne后面的程序就永远不会执行。下面我们来举一个例子:我去书店买书,当我选中一本书后我会去收费处付钱,
付好钱后再去仓库取书。这个顺序不能颠倒,我作为主线程,收费处和仓库做两个辅助线程,代码如下:
using System;
using System.Threading;
namespace ConsoleApp1
{
class TestAutoReseEvent
{
static AutoResetEvent BuyBookEvent = new AutoResetEvent(false);
static AutoResetEvent PayMoneyEvent = new AutoResetEvent(false);
static AutoResetEvent GetBookEvent = new AutoResetEvent(false);
static int number = 10;
public static void Run()
{
Thread buyBookThread = new Thread(new ThreadStart(BuyBookProc));
buyBookThread.Name = "买书线程";
Thread payMoneyThread = new Thread(new ThreadStart(PayMoneyProc));
payMoneyThread.Name = "付钱线程";
Thread getBookThread = new Thread(new ThreadStart(GetBookProc));
getBookThread.Name = "取书线程";
buyBookThread.Start();
payMoneyThread.Start();
getBookThread.Start();
buyBookThread.Join();
payMoneyThread.Join();
getBookThread.Join();
}
static void BuyBookProc()
{
while (number > 0)
{
Console.WriteLine("{0}:数量{1}", Thread.CurrentThread.Name, number);
PayMoneyEvent.Set();
BuyBookEvent.WaitOne();
Console.WriteLine("------------------------------------------");
number--;
}
}
static void PayMoneyProc()
{
while (number > 0)
{
PayMoneyEvent.WaitOne();
Console.WriteLine("{0}:数量{1}", Thread.CurrentThread.Name, number);
GetBookEvent.Set();
}
}
static void GetBookProc()
{
while (number > 0)
{
GetBookEvent.WaitOne();
Console.WriteLine("{0}:数量{1}", Thread.CurrentThread.Name, number);
BuyBookEvent.Set();
}
}
}
}
TestAutoReseEvent
namespace ConsoleApp1
{
class Program
{
public static void Main()
{
TestAutoReseEvent.Run();
}
}
}
Program
3、ManualResetEventSlim类
ManualResetEventSlim是ManualResetEvent的混合版本,一直保持大门敞开直到手工调用Reset方法,
Set() 相当于打开了大门从而允许准备好的线程接收信号并继续工作
Reset() 相当于关闭了大门 此时已经准备好执行的信号量 则只能等到下次大门开启时才能够执行
using System;
using System.Threading;
namespace ConsoleApp1
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
var t1 = new Thread(() => TravelThroughGates("Thread 1", 5));
var t2 = new Thread(() => TravelThroughGates("Thread 2", 6));
var t3 = new Thread(() => TravelThroughGates("Thread 3", 12));
t1.Start();
t2.Start();
t3.Start();
Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(6));
Console.WriteLine("The gates are now open!");
_mainEvent.Set();
Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
_mainEvent.Reset();
Console.WriteLine("The gates have been closed!");
Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(10));
Console.WriteLine("The gates are now open for the second time!");
_mainEvent.Set();
Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
Console.WriteLine("The gates have been closed!");
_mainEvent.Reset();
}
static void TravelThroughGates(string threadName, int seconds)
{
Console.WriteLine("{0} falls to sleep {1}", threadName, seconds);
Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
Console.WriteLine("{0} waits for the gates to open!", threadName);
_mainEvent.Wait();
Console.WriteLine("{0} enters the gates!", threadName);
}
/// <summary>
/// ManualResetEventSlim是ManualResetEvent的混合版本,一直保持大门敞开直到手工调用Reset方法,
/// _mainEvent.Set 相当于打开了大门从而允许准备好的线程接收信号并继续工作
/// _mainEvent.Reset 相当于关闭了大门 此时已经准备好执行的信号量 则只能等到下次大门开启时才能够执行
/// </summary>
static ManualResetEventSlim _mainEvent = new ManualResetEventSlim(false);
}
}
Program