|
在編寫多線程程序時(shí)無可避免會(huì)遇到線程的同步問題,。什么是線程的同步呢？ 舉個(gè)例子：如果在一個(gè)公司里面有一個(gè)變量記錄某人T的工資count=100,，有兩個(gè)主管A和B（即工作線程）在早一些時(shí)候拿了這個(gè)變量的值回去 ，過了一段時(shí)間A主管將T的工資加了5塊，并存回count變量,，而B主管將T的工資減去3塊,，并存回count變量。好了,，本來T君可以得到102塊的工資的,，現(xiàn)在就變成98塊了。這就是線程同步要解決的問題,。 在.Net的某些對(duì)象里面,，在讀取里面的數(shù)據(jù)的同時(shí)還可以修改數(shù)據(jù)，這類的對(duì)象就是“線程安全”,。但對(duì)于自己編寫的代碼段而言,，就必須使用線程同步技術(shù)來保證數(shù)據(jù)的完整性和正確性了。 有幾個(gè)規(guī)律： 1,、如果一個(gè)對(duì)象（或變量）不會(huì)同時(shí)被多個(gè)其他線程訪問,，那么這個(gè)對(duì)象是不需使用線程同步的。 2,、如果雖然有多個(gè)線程同時(shí)訪問一個(gè)對(duì)象,，但他們所訪問的數(shù)據(jù)或方法并不相同（不交叉），那這種情況也不需使用線程同步,。 例如上例中的那個(gè)公司里面如果有 T 和 Q 兩個(gè)人,，但他們的工資分別是由 A 和 B 主管的，那么這個(gè)工資的處理就不需要線程同步了,。 3,、如果一個(gè)對(duì)象會(huì)同時(shí)被多個(gè)其他線程訪問，一般只需為這個(gè)對(duì)象添加線程同步的代碼,，而其他線程是不需添加額外代碼的,。 在C#里面用于實(shí)現(xiàn)線程同步的常用類有如下幾類 1、Mutex類（互斥器）,，Monitor類,，lock方法 2、ManualResetEvent類,，AutoResetEvent類（這兩個(gè)都是由EventWaitHandle類派生出來的） 3,、ReaderWriterLock類 同一類的作用都差不多：其中 第一類的作用是：用來保護(hù)某段代碼在執(zhí)行的時(shí)候以獨(dú)占的方式執(zhí)行，這時(shí)如果有第二個(gè)線程想訪問這個(gè)對(duì)象時(shí)就會(huì)被暫停,。一直等到獨(dú)占的 代碼執(zhí)行為止,。就好比一堆人同時(shí)上一個(gè)公共廁所一樣，使用這個(gè)方法就可以解決文章一開始時(shí)提出的問題：主管A要處理T君的工資之前,，先lock一下T君,，然后取出目前的count值,，處理完之后再解除T君的鎖定。如果主管B在主管A處理工資時(shí)也想取出count值,，那么它只能是一直地等待A處理完之后才能繼續(xù),。使用這個(gè)方法的一個(gè)缺點(diǎn)就是會(huì)降低程序的效率。本來是一個(gè)多個(gè)線程的操作,，一旦遇到lock的語句時(shí),，那么這些線程只要排隊(duì)處理，形同一個(gè)單線程操作,。 下面舉個(gè)例子說明一下這三個(gè)方法的使用： 假定有一個(gè)Tools類,，里面一個(gè)int變量，還有Add和Delete方法,，其中Add方法會(huì)使int變量的值增加,，Delete方法使int變量值減少： public class Tools { private int count = 100; public void Add(int n) { count+=n; } public void Delete(int n) { count-=n; } } 在多個(gè)線程同時(shí)訪問這段代碼時(shí)，因?yàn)橐粋€(gè)語句會(huì)被編譯器編譯成多個(gè)指令,，所以會(huì)可能出現(xiàn)這種情況：但某個(gè)線程調(diào)用Add方法時(shí),，這時(shí)的count值為 100，而正當(dāng)要加上n的時(shí)候,，另外一個(gè)線程調(diào)用了Delete,，它要減去m，結(jié)果count加上了n,，然后又在原先count=100的值的情況 下減掉了m,，最后的結(jié)果是count被減去了m,而沒有加上n。很明顯Add方法和Delete方法是不能同時(shí)被調(diào)用的,，所以必須進(jìn)行線程同步處理,。簡(jiǎn)單的方法是用lock語句： public class Tools { private object abcde = new object(); private int count = 100; public void Add(int n) { lock(abcde) { count+=n; } } public void Delete(int n) { lock(abcde) { count-=n; } } } 其中abcde是一個(gè)private級(jí)的內(nèi)部變量，它不表示任何的意義,，只是作為一種“令牌”的角色,。 當(dāng)執(zhí)行Add方法中的lock(abcde)方法時(shí)，這個(gè)令牌就在Add方法的手中了,，如果這時(shí)有第二個(gè)線程也想拿這個(gè)令牌,，沒門，惟有等待,。一旦第一 個(gè)lock語句的花括號(hào)范圍結(jié)束之后,，這時(shí)令牌就被釋放了，同時(shí)會(huì)迅速落到第二個(gè)線程的手中,，并且排除其他后來的人,。 使用Monitor類的方法大致一樣： public class Tools { private object abcde = new object(); private int count = 100; public void Add(int n) { Monitor.Enter(abcde); count+=n; Monitor.Exit(abcde); } public void Delete(int n) { Monitor.Enter(abcde); count-=n; Monitor.Exit(abcde); } } Monitor的常用方法：Enter和Exit都是靜態(tài)方法，作用跟lock語句的兩個(gè)花括號(hào)一樣,。 而使用 Mutex 就不需聲明一個(gè)“令牌”對(duì)象了,，但要實(shí)例化之后才可以使用： public class Tools { private Mutex mut = new Mutex(); private int count = 100; public void Add(int n) { mut.WaitOne(); count+=n; mut.ReleaseMutex(); } public void Delete(int n) { mut.WaitOne(); count-=n; mut.ReleaseMutex(); } } 其中的WaitOne為等待方法,，一直等到Mutex 被釋放為止。初始的情況下,，Mutex 對(duì)象是處于釋放狀態(tài)的,，而一旦執(zhí)行了WaitOne方法之后，它 就被捕獲了,，一直到被調(diào)用了ReleaseMutex方法之后才被釋放。 使用這三種方法都有一個(gè)要注意的問題,，就是在獨(dú)占代碼段里面如果引起了異常,，可能會(huì)使“令牌”對(duì)象不被釋放，這樣程序就會(huì)一直地死等下去了,。 所以要在獨(dú)占代碼段里面處理好異常,。例如下面這樣的代碼就是錯(cuò)誤的： public void Add(int n) { try { mut.WaitOne(); count+=n; //....這里省略了N行代碼 //....這里是有可能引起異常的代碼 //....這里省略了N行代碼 mut.ReleaseMutex(); } catch { Console.Writeline('error.'); } } 上面的代碼一旦在try和catch里面發(fā)生了異常，那么Mutex就不能被釋放,，后面的程序就會(huì)卡死在WaitOne()一行,，而應(yīng)該改成這樣： public void Add(int n) { mut.WaitOne(); try { count+=n; //....這里省略了N行代碼 //....這里是有可能引起異常的代碼 //....這里省略了N行代碼 } catch { Console.Writeline('error.'); } mut.ReleaseMutex(); } 現(xiàn)在談一下第二種： ManualResetEvent類，AutoResetEvent類 上面這兩個(gè)類都是由EventWaitHandle類派生出來的,，所以功能和調(diào)用方法都很相似,。 這兩個(gè)類常用于阻斷某個(gè)線程的執(zhí)行，然后在符合條件的情況下再恢復(fù)其執(zhí)行,。 舉個(gè)例子,，你想送花給一個(gè)MM，托了一個(gè)送花的小伙子送了過去,，而你希望當(dāng)MM收到花之后就立即打個(gè)電話過去告訴她,。 但問題是你不知道花什么時(shí)候才送到MM的手里，打早了打遲了都不好,，這時(shí)你可以使用ManualResetEvent對(duì)象幫忙,。當(dāng)委 托小伙子送花過去的時(shí)候，使用ManualResetEvent的WaitOne方法進(jìn)行等待,。當(dāng)小伙子把花送到MM的手中時(shí),，再調(diào)用一下 ManualResetEvent的Set方法，你就可以準(zhǔn)時(shí)地打電話過去了,。 另外ManualResetEvent還有一個(gè)Reset方法,，用來重新阻斷調(diào)用者執(zhí)行的，情況就好比你委托了這個(gè)小伙子送花給N個(gè)MM,， 而又想準(zhǔn)時(shí)地給這N個(gè)MM打電話的情況一樣,。 using System; using System.Threading; public class TestMain { private static ManualResetEvent ent = new ManualResetEvent(false); public static void Main() { Boy sender = new Boy(ent); Thread th = new Thread(new ThreadStart(sender.SendFlower)); th.Start(); ent.WaitOne(); //等待工作 Console.WriteLine('收到了吧，花是我送嘀:)'); Console.ReadLine(); } } public class Boy { ManualResetEvent ent; public Boy(ManualResetEvent e) { ent = e; } public void SendFlower() { Console.WriteLine('正在送花的途中'); for (int i = 0; i < 10; i++) { Thread.Sleep(200); Console.Write('..'); } Console.WriteLine('\r\n花已經(jīng)送到MM手中了,boss'); ent.Set(); //通知阻塞程序 } } 而AutoResetEvent類故名思意,，就是在每次Set完之后自動(dòng)Reset,。讓執(zhí)行程序重新進(jìn)入阻塞狀態(tài),。 即AutoResetEvent.Set() 相當(dāng)于 ManualResetEvent.Set() 之后又立即 ManualResetEvent.Reset()， 其他的就沒有什么不同的了,。 舉個(gè)送花給N個(gè)MM的例子： using System; using System.Threading; public class TestMain { private static AutoResetEvent ent = new AutoResetEvent(false); public static void Main() { Boy sender = new Boy(ent); for (int i = 0; i < 3; i++) { Thread th = new Thread(new ThreadStart(sender.SendFlower)); th.Start(); ent.WaitOne(); //等待工作 Console.WriteLine('收到了吧,，花是我送嘀:)\r\n\r\n'); } Console.ReadLine(); } } public class Boy { AutoResetEvent ent; public Boy(AutoResetEvent e) { ent = e; } public void SendFlower() { Console.WriteLine('正在送花的途中'); for (int i = 0; i < 10; i++) { Thread.Sleep(200); Console.Write('..'); } Console.WriteLine('\r\n花已經(jīng)送到MM手中了,boss'); ent.Set(); //通知阻塞程序,這里的效果相當(dāng)于 ManualResetEvent的Set()方法+Reset()方法 } } 要注意的是ManualResetEvent和AutoResetEvent 的構(gòu)造函數(shù)都有一個(gè)bool的參數(shù)，用這個(gè)參數(shù)可以指定初始情況下,，同步對(duì)象的處于阻塞（設(shè)置為false）還是非阻塞（設(shè)置為true）的狀態(tài),。 另外WaitOne方法也可以帶兩個(gè)參數(shù)： WaitOne (int millisecondsTimeout,bool exitContext) millisecondsTimeout：等待的毫秒數(shù)，或?yàn)?nbsp;Timeout.Infinite (-1),，表示無限期等待,。 exitContext：為 true，則等待之前先退出上下文的同步域（如果在同步上下文中）,，然后在稍后重新獲取它,；否則為false。 就是說,，等待是可以加上一個(gè)期限的,，如果等待的同步對(duì)象一直都不Set()的話，那么程序就會(huì)卡死,，所以在WaitOne方法里面可以放置一個(gè)時(shí)間期限,，單位是毫秒。 |
|
|
