Monitor用法

Monitor 类通过向单个线程授予对象锁来控制对对象的访问，提供同步对对象的访问的机制

Monitor 具有以下功能：
它根据需要与某个对象相关联。
它是未绑定的，也就是说可以直接从任何上下文调用它。
不能创建 Monitor 类的实例。

将为每个同步对象来维护以下信息：
对当前持有锁的线程的引用。
对就绪队列的引用，它包含准备获取锁的线程。
对等待队列的引用，它包含正在等待锁定对象状态变化通知的线程。

Monitor有几个主要的方法，我们需要了解
1.Monitor.Enter和Monitor.Exit
他们两个是一起的，我们在一个方法中，如果调用了Monitor.Enter,那么就必须有相应的Monitory.Exit方法与之对应。这两个方法用于锁定对象和取消锁定对象，在平时的使用中，我们一般用lock取代他们。

2.Monitor.Wait方法
当线程调用 Wait 时，它释放对象的锁并进入对象的等待队列，对象的就绪队列中的下一个线程（如果有）获取锁并拥有对对象的独占使用。

3.Monitor.Pulse方法
当前线程调用此方法以便向队列中的下一个线程发出锁的信号。接收到脉冲后，等待线程就被移动到就绪队列中。在调用 Pulse 的线程释放锁后，就绪队列中的下一个线程（不一定是接收到脉冲的线程）将获得该锁。

下面的代码示例说明如何使用以上方法。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading;

namespace ConsoleApplication6
{
    public class Cell
    {
        int cellContents; // Cell对象里边的内容
        bool readerFlag = false; // 状态标志，为true时可以读取，为false则正在写入
        public int ReadFromCell()
        {
            lock (this) // Lock关键字保证了什么，请大家看前面对lock的介绍
            {
                if (!readerFlag)//如果现在不可读取
                {
                    try
                    {
                        //等待WriteToCell方法中调用Monitor.Pulse()方法
                        Monitor.Wait(this);
                    }
                    catch (SynchronizationLockException e)
                    {
                        Console.WriteLine(e);
                    }
                    catch (ThreadInterruptedException e)
                    {
                        Console.WriteLine(e);
                    }
                }
                Console.WriteLine("Consume: {0}", cellContents);
                readerFlag = false; //重置readerFlag标志，表示消费行为已经完成
                Monitor.Pulse(this); //通知WriteToCell()方法（该方法在另外一个线程中执行，等待中）
            }
            return cellContents;
        }

        public void WriteToCell(int n)
        {
            lock (this)
            {
                if (readerFlag)
                {
                    try
                    {
                        Monitor.Wait(this);
                    }
                    catch (SynchronizationLockException e)
                    {
                        //当同步方法（指Monitor类除Enter之外的方法）在非同步的代码区被调用
                        Console.WriteLine(e);
                    }
                    catch (ThreadInterruptedException e)
                    {
                        //当线程在等待状态的时候中止 
                        Console.WriteLine(e);
                    }
                }
                cellContents = n;
                Console.WriteLine("Produce: {0}", cellContents);
                readerFlag = true;
                Monitor.Pulse(this); //通知另外一个线程中正在等待的ReadFromCell()方法
            }
        }
    }

    public class CellProd
    {
        Cell cell; // 被操作的Cell对象
        int quantity = 1; // 生产者生产次数，初始化为1 

        public CellProd(Cell box, int request)
        {
            //构造函数
            cell = box;
            quantity = request;
        }
        public void ThreadRun()
        {
            for (int looper = 1; looper <= quantity; looper++)
                cell.WriteToCell(looper); //生产者向操作对象写入信息
        }
    }

    public class CellCons
    {
        Cell cell;
        int quantity = 1;

        public CellCons(Cell box, int request)
        {
            cell = box;
            quantity = request;
        }
        public void ThreadRun()
        {
            int valReturned;
            for (int looper = 1; looper <= quantity; looper++)
                valReturned = cell.ReadFromCell();//消费者从操作对象中读取信息
        }
    }

    public class MonitorSample
    {
        public static void Main(String[] args)
        {
            int result = 0;
            //一个标志位，如果是0表示程序没有出错，如果是1表明有错误发生
            Cell cell = new Cell();

            //下面使用cell初始化CellProd和CellCons两个类，生产和消费次数均为20次
            CellProd prod = new CellProd(cell, 5);
            CellCons cons = new CellCons(cell, 5);

            Thread producer = new Thread(new ThreadStart(prod.ThreadRun));
            Thread consumer = new Thread(new ThreadStart(cons.ThreadRun));
            //生产者线程和消费者线程都已经被创建，但是没有开始执行 

            try
            {
                producer.Start();
                consumer.Start();

                producer.Join();
                consumer.Join();
                Console.ReadLine();
            }
            catch (ThreadStateException e)
            {
                //当线程因为所处状态的原因而不能执行被请求的操作
                Console.WriteLine(e);
                result = 1;
            }
            catch (ThreadInterruptedException e)
            {
                //当线程在等待状态的时候中止
                Console.WriteLine(e);
                result = 1;
            }
            //尽管Main()函数没有返回值，但下面这条语句可以向父进程返回执行结果
            Environment.ExitCode = result;
        }
    }
}

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