C# 线程同步的方法
一、进程内部的线程同步
1、使用lock,用法如下:
private static readonly object seqlock = new object(); private void print() { lock (seqlock) { console.writeline("test"); } }
特性:只能传递对象,无法设置等待超时
2、使用:interlocked(原子操作)
其在system.threading命名空间下,interlocked实际是类控制计数器,从而实现进程的同步,其很容易实现生产者消费者模型
//缓冲区,只能容纳一个字符 private static char buffer; //标识量(缓冲区中已使用的空间,初始值为0) private static long numberofusedspace = 0; static void main(string[] args) { //线程:写入者 thread writer = new thread(delegate () { string str = "这里面的字会一个一个读取出来,一个都不会少,,,"; for (int i = 0; i < 24; i++) { //写入数据前检查缓冲区是否已满 //如果已满,就进行等待,直到缓冲区中的数据被进程reader读取为止 while (interlocked.read(ref numberofusedspace) == 1) { thread.sleep(50); } buffer = str[i]; //向缓冲区写入数据 //写入数据后把缓冲区标记为满(由0变为1) interlocked.increment(ref numberofusedspace); } }); //线程:读出者 thread reader = new thread(delegate () { for (int i = 0; i < 24; i++) { //读取数据前检查缓冲区是否为空 //如果为空,就进行等待,直到进程writer向缓冲区中写入数据为止 while (interlocked.read(ref numberofusedspace) == 0) { thread.sleep(50); } char ch = buffer; //从缓冲区读取数据 console.write(ch); interlocked.decrement(ref numberofusedspace); } }); //启动线程 writer.start(); reader.start(); console.readkey();
3、使用monitor
其中monitor.enter()和lock相同
monitor.enter(obj){ //synchronized part }finally{ monitor.exit(obj); }
tryenter则可设置等待时间等
bool locktaken=false; monitor.tryenter(obj, 500, ref locktaken); if(locktaken){ try { //synchronized part } finally { monitor.exit(obj); } }else{ //don't aquire the lock, excute other parts }
二、进程间的同步
1. waithandle:
封装等待对共享资源进行独占访问的操作系统特定的对象。 waithandle:是一个抽象类,我们一般不直接用,而是用它的派生类:
autoresetevent、eventwaithandle、manualresetevent、mutex、semaphore
这个抽象类的方法如下:
waitone(): 等待一个信号的出现,可设置超时;
waitall(): 等待多个信号的出现,可设置超时;
waitany(): 等待任意一个信号的出现,可设置超时;
2、mutex: 与monitor 类似,只有一个线程能够获取锁定。利用waitone() 获取锁定,利用releasemutex() 解除锁定。构造函数使用如下:
bool isnew = false; mutex = new mutex(false, "mutex1", out isnew);
参数1:锁创建后是否由主调线程拥有。 如果设为true,相当于调用了waitone(),需要释放,否则其他线程无法获取锁;
参数2:锁名称,可通过openexist()或tryopenexist() 打开已有锁,因为操作系统识别有名称的互锁,所以可由不同的进程共享。若锁名称为空,就是未命名的互锁,不能在多个进程之间共享;
参数3: 是否为新创建的互锁;
下面的例子演示mutex 在进程之间的使用: class program
private static mutex mutex = null; static void main(string[] args) { bool isnew = false; mutex = new mutex(false, "mutex1", out isnew); console.writeline("main start...."); mutex.waitone(); console.writeline("aquire lock and running...."); thread.sleep(10000); mutex.releasemutex(); console.writeline("release lock...."); console.writeline("main end...."); console.readline(); } }
连续2次运行这个控制台程序的exe,结果如下,首先运行的获取 mutex1 互锁, 后面运行的会等待直到前面运行的释放 mutex1 互锁。
3.semaphore: 信号量的作用于互斥锁类似,但它可以定义一定数量的线程同时使用。下面是构造函数:
bool isnew = false; semaphore = new semaphore(3, 3, "semaphore1", out isnew);
参数1:创建后,最初释放的锁的数量,如参数1设为2,参数2设为3,则创建后只有2个锁可用,另1个已经锁定;
参数2:定义可用锁的数量;
参数3: 信号量的名称,与mutex类似;
参数4:是否为新创建的互锁;
以下例子创建了信号量“semaphore1”,利用parallel.for() 同步运行func1() ,在func1() 中,当线程获取信号量锁,释放锁或等待超时,都会在控制台里输出,
class program { private static semaphore semaphore = null; static void main(string[] args) { console.writeline("main start...."); bool isnew = false; semaphore = new semaphore(3, 3, "semaphore1", out isnew); parallel.for(0, 6, func1); console.writeline("main end...."); console.readline(); } static void func1(int index) { console.writeline("task {0} start....",task.currentid); bool iscomplete = false; while (!iscomplete) { if (semaphore.waitone(1000)) { try { console.writeline("task {0} aquire lock....", task.currentid); thread.sleep(5000); } finally { semaphore.release(); console.writeline("task {0} release lock....", task.currentid); iscomplete = true; } } else { console.writeline("task {0} timeout....", task.currentid); } } }
运行结果如下,线程1,2,3首先获取信号量锁,线程4,5,6在等待,直到1,2,3释放,
4. autoresetevent 类:
可以使用事件通知其他任务,构造函数为 public autoresetevent(bool initialstate)。
当initialstate=true,处于signaled 模式(终止状态),调用waitone() 也不会阻塞任务,等待信号,调用reset()方法,可以设置为non-signaled 模式;
当initialstate=fasle,处于non-signaled 模式(非终止状态),调用waitone() 会等待信号阻塞当前线程(可以在多个线程中调用,同时阻塞多个线程),直到调用set()发送信号释放线程(调用一次,只能释放一个线程),一般使用这种方式;
以下例子创建5个任务,分别调用waitone()阻塞线程,接着每隔2s 调用set(),
private static autoresetevent autoreset = new autoresetevent(false); static void main(string[] args) { console.writeline("main start...."); for (int i = 0; i < 5; i++) { task.factory.startnew(() => { console.writeline("{0} start....", task.currentid); autoreset.waitone(); console.writeline("{0} continue....", task.currentid); }); } for (int i = 0; i < 5;i++ ) { thread.sleep(2000); autoreset.set(); } console.writeline("main end...."); console.readline(); }
运行结果每次顺序略有不同,释放是随机的:
5. manualresetevent 类:功能基本上和autosetevent类似,但又一个不同点:
使用autosetevent,每次调用set(),切换到终止模式,只能释放一个waitone(),便会自动切换到非终止模式;但manualresetevent,调用set(),切换到终止模式,可以释放当前所有的waitone(),需要手动调用reset()才能切换到非终止模式。
以下例子说明了这个不同的:
private static manualresetevent manualreset = new manualresetevent(false); static void main(string[] args) { console.writeline("main start...."); for (int i = 0; i < 5; i++) { task.factory.startnew(() => { console.writeline("{0} start....", task.currentid); manualreset.waitone(); console.writeline("{0} continue....", task.currentid); }); } thread.sleep(2000); manualreset.set(); manualreset.waitone(); console.writeline("it doesn't work now, main continue...."); manualreset.reset(); manualreset.waitone(); console.writeline("main end...."); console.readline(); }
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