C#中线程同步对象的方法分析
本文实例讲述了c#中线程同步对象的方法。分享给大家供大家参考。具体分析如下：
在编写多线程程序时无可避免会遇到线程的同步问题。什么是线程的同步呢？
举个例子：如果在一个公司里面有一个变量记录某人t的工资count=100，有两个主管a和b（即工作线程）在早一些时候拿了这个变量的值回去，过了一段时间a主管将t的工资加了5块，并存回count变量，而b主管将t的工资减去3块，并存回count变量。好了，本来t君可以得到102块的工资的，现在就变成98块了。这就是线程同步要解决的问题。
在.net的某些对象里面，在读取里面的数据的同时还可以修改数据，这类的对象就是“线程安全”。但对于自己编写的代码段而言，就必须使用线程同步技术来保证数据的完整性和正确性了。
有几个规律：
1、如果一个对象（或变量）不会同时被多个其他线程访问，那么这个对象是不需使用线程同步的。
2、如果虽然有多个线程同时访问一个对象，但他们所访问的数据或方法并不相同（不交叉），那这种情况也不需使用线程同步。
例如上例中的那个公司里面如果有 t 和 q 两个人，但他们的工资分别是由 a 和 b 主管的，那么这个工资的处理就不需要线程同步了。
3、如果一个对象会同时被多个其他线程访问，一般只需为这个对象添加线程同步的代码，而其他线程是不需添加额外代码的。
在c#里面用于实现线程同步的常用类有如下几类
1、mutex类（互斥器），monitor类，lock方法
2、manualresetevent类，autoresetevent类（这两个都是由eventwaithandle类派生出来的）
3、readerwriterlock类
同一类的作用都差不多：其中第一类的作用是：用来保护某段代码在执行的时候以独占的方式执行，这时如果有第二个线程想访问这个对象时就会被暂停。一直等到独占的代码执行为止。就好比一堆人同时上一个公共厕所一样，使用这个方法就可以解决文章一开始时提出的问题：主管a要处理t君的工资之前，先lock一下t君，然后取出目前的count值，处理完之后再解除t君的锁定。如果主管b在主管a处理工资时也想取出count值，那么它只能是一直地等待a处理完之后才能继续。使用这个方法的一个缺点就是会降低程序的效率。本来是一个多个线程的操作，一旦遇到lock的语句时，那么这些线程只要排队处理，形同一个单线程操作。
下面举个例子说明一下这三个方法的使用：
假定有一个tools类，里面一个int变量，还有add和delete方法，其中add方法会使int变量的值增加，delete方法使int变量值减少：
{
private int count = 100;
public void add(int n)
{
count+=n;
}
public void delete(int n)
{
count-=n;
}
}
在多个线程同时访问这段代码时，因为一个语句会被编译器编译成多个指令，所以会可能出现这种情况：但某个线程调用add方法时，这时的count值为 100，而正当要加上n的时候，另外一个线程调用了delete，它要减去m，结果count加上了n，然后又在原先count=100的值的情况
下减掉了m，最后的结果是count被减去了m,而没有加上n。很明显add方法和delete方法是不能同时被调用的，所以必须进行线程同步处理。简单的方法是用lock语句：
{
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是一个private级的内部变量，它不表示任何的意义，只是作为一种“令牌”的角色。
当执行add方法中的lock(abcde)方法时，这个令牌就在add方法的手中了，如果这时有第二个线程也想拿这个令牌，没门，惟有等待。一旦第一个lock语句的花括号范围结束之后，这时令牌就被释放了，同时会迅速落到第二个线程的手中，并且排除其他后来的人。
使用monitor类的方法大致一样：
{
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都是静态方法，作用跟lock语句的两个花括号一样。
而使用 mutex 就不需声明一个“令牌”对象了，但要实例化之后才可以使用：
{
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为等待方法，一直等到mutex 被释放为止。初始的情况下，mutex 对象是处于释放状态的，而一旦执行了waitone方法之后，它就被捕获了，一直到被调用了releasemutex方法之后才被释放。
使用这三种方法都有一个要注意的问题，就是在独占代码段里面如果引起了异常，可能会使“令牌”对象不被释放，这样程序就会一直地死等下去了。
所以要在独占代码段里面处理好异常。例如下面这样的代码就是错误的：
{
try
{
mut.waitone();
count+=n;
//....这里省略了n行代码
//....这里是有可能引起异常的代码
//....这里省略了n行代码
mut.releasemutex();
}
catch
{
console.writeline("error.");
}
}
上面的代码一旦在try和catch里面发生了异常，那么mutex就不能被释放，后面的程序就会卡死在waitone()一行，而应该改成这样：
{
mut.waitone();
try
{
count+=n;
//....这里省略了n行代码
//....这里是有可能引起异常的代码
//....这里省略了n行代码
}
catch
{
console.writeline("error.");
}
mut.releasemutex();
}
现在谈一下第二种：
manualresetevent类，autoresetevent类
上面这两个类都是由eventwaithandle类派生出来的，所以功能和调用方法都很相似。
这两个类常用于阻断某个线程的执行，然后在符合条件的情况下再恢复其执行。
举个例子，你想送花给一个mm，托了一个送花的小伙子送了过去，而你希望当mm收到花之后就立即打个电话过去告诉她。
但问题是你不知道花什么时候才送到mm的手里，打早了打迟了都不好，这时你可以使用manualresetevent对象帮忙。当委托小伙子送花过去的时候，使用manualresetevent的waitone方法进行等待。当小伙子把花送到mm的手中时，再调用一下manualresetevent的set方法，你就可以准时地打电话过去了。
另外manualresetevent还有一个reset方法，用来重新阻断调用者执行的，情况就好比你委托了这个小伙子送花给n个mm，而又想准时地给这n个mm打电话的情况一样。
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(" 花已经送到mm手中了,boss");
ent.set(); //通知阻塞程序
}
}
而autoresetevent类故名思意，就是在每次set完之后自动reset。让执行程序重新进入阻塞状态。
即autoresetevent.set() 相当于 manualresetevent.set() 之后又立即 manualresetevent.reset()，其他的就没有什么不同的了。
举个送花给n个mm的例子：
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:) ");
}
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(" 花已经送到mm手中了,boss");
ent.set(); //通知阻塞程序,这里的效果相当于 manualresetevent的set()方法+reset()方法
}
}
希望本文所述对大家的c#程序设计有所帮助。