• C#多线程学习(六) 互斥对象


    C#多线程学习(六) 互斥对象

    如何控制好多个线程相互之间的联系,不产生冲突和重复,这需要用到互斥对象,即:System.Threading 命名空间中的 Mutex 类。

    我们可以把Mutex看作一个出租车,乘客看作线程。乘客首先等车,然后上车,最后下车。当一个乘客在车上时,其他乘客就只有等他下车以后才可以上车。而线程与Mutex对象的关系也正是如此,线程使用Mutex.WaitOne()方法等待Mutex对象被释放,如果它等待的Mutex对象被释放了,它就自动拥有这个对象,直到它调用Mutex.ReleaseMutex()方法释放这个对象,而在此期间,其他想要获取这个Mutex对象的线程都只有等待。

    下面这个例子使用了Mutex对象来同步四个线程,主线程等待四个线程的结束,而这四个线程的运行又是与两个Mutex对象相关联的。

    其中还用到AutoResetEvent类的对象,可以把它理解为一个信号灯。这里用它的有信号状态来表示一个线程的结束。
    // AutoResetEvent.Set()方法设置它为有信号状态
    // AutoResetEvent.Reset()方法设置它为无信号状态

    Mutex 类的程序示例:

    using System;
    using System.Threading;
    
    namespace ThreadExample
    {
        public class MutexSample
        {
        static Mutex gM1;
        static Mutex gM2;
        const int ITERS = 100;
        static AutoResetEvent Event1 = new AutoResetEvent(false);
        static AutoResetEvent Event2 = new AutoResetEvent(false);
        static AutoResetEvent Event3 = new AutoResetEvent(false);
        static AutoResetEvent Event4 = new AutoResetEvent(false);
    
        public static void Main(String[] args)
        {
                Console.WriteLine("Mutex Sample ");
                //创建一个Mutex对象,并且命名为MyMutex
                gM1 = new Mutex(true,"MyMutex");
                //创建一个未命名的Mutex 对象.
                gM2 = new Mutex(true);
                Console.WriteLine(" - Main Owns gM1 and gM2");
    
                AutoResetEvent[] evs = new AutoResetEvent[4];
                evs[0] = Event1; //为后面的线程t1,t2,t3,t4定义AutoResetEvent对象
                evs[1] = Event2; 
                evs[2] = Event3; 
                evs[3] = Event4; 
    
                MutexSample tm = new MutexSample( );
                Thread t1 = new Thread(new ThreadStart(tm.t1Start));
                Thread t2 = new Thread(new ThreadStart(tm.t2Start));
                Thread t3 = new Thread(new ThreadStart(tm.t3Start));
                Thread t4 = new Thread(new ThreadStart(tm.t4Start));
                t1.Start( );// 使用Mutex.WaitAll()方法等待一个Mutex数组中的对象全部被释放
                t2.Start( );// 使用Mutex.WaitOne()方法等待gM1的释放
                t3.Start( );// 使用Mutex.WaitAny()方法等待一个Mutex数组中任意一个对象被释放
                t4.Start( );// 使用Mutex.WaitOne()方法等待gM2的释放
    
                Thread.Sleep(2000);
                Console.WriteLine(" - Main releases gM1");
                gM1.ReleaseMutex( ); //线程t2,t3结束条件满足
    
                Thread.Sleep(1000);
                Console.WriteLine(" - Main releases gM2");
                gM2.ReleaseMutex( ); //线程t1,t4结束条件满足
    
                //等待所有四个线程结束
                WaitHandle.WaitAll(evs); 
                Console.WriteLine(" Mutex Sample");
                Console.ReadLine();
        }
    
        public void t1Start( )
        {
                Console.WriteLine("t1Start started, Mutex.WaitAll(Mutex[])");
                Mutex[] gMs = new Mutex[2];
                gMs[0] = gM1;//创建一个Mutex数组作为Mutex.WaitAll()方法的参数
                gMs[1] = gM2;
                Mutex.WaitAll(gMs);//等待gM1和gM2都被释放
                Thread.Sleep(2000);
                Console.WriteLine("t1Start finished, Mutex.WaitAll(Mutex[]) satisfied");
                Event1.Set( ); //线程结束,将Event1设置为有信号状态
          }
        public void t2Start( )
        {
                Console.WriteLine("t2Start started, gM1.WaitOne( )");
                gM1.WaitOne( );//等待gM1的释放
                Console.WriteLine("t2Start finished, gM1.WaitOne( ) satisfied");
                Event2.Set( );//线程结束,将Event2设置为有信号状态
          }
        public void t3Start( )
        {
                Console.WriteLine("t3Start started, Mutex.WaitAny(Mutex[])");
                Mutex[] gMs = new Mutex[2];
                gMs[0] = gM1;//创建一个Mutex数组作为Mutex.WaitAny()方法的参数
                gMs[1] = gM2;
                Mutex.WaitAny(gMs);//等待数组中任意一个Mutex对象被释放
                Console.WriteLine("t3Start finished, Mutex.WaitAny(Mutex[])");
                Event3.Set( );//线程结束,将Event3设置为有信号状态
          }
        public void t4Start( )
        {
                Console.WriteLine("t4Start started, gM2.WaitOne( )");
                gM2.WaitOne( );//等待gM2被释放
                Console.WriteLine("t4Start finished, gM2.WaitOne( )");
                Event4.Set( );//线程结束,将Event4设置为有信号状态
          }
        }
    }
    

      


    程序的输出结果:
    Mutex Sample 
     - Main Owns gM1 and gM2
    t1Start started, Mutex.WaitAll(Mutex[])
    t2Start started, gM1.WaitOne( )
    t3Start started, Mutex.WaitAny(Mutex[])
    t4Start started, gM2.WaitOne( )
     - Main releases gM1
    t2Start finished, gM1.WaitOne( ) satisfied
    t3Start finished, Mutex.WaitAny(Mutex[])
     - Main releases gM2
    t1Start finished, Mutex.WaitAll(Mutex[]) satisfied
    t4Start finished, gM2.WaitOne( )
     Mutex Sample

    从执行结果可以很清楚地看到,线程t2,t3的运行是以gM1的释放为条件的,而t4在gM2释放后开始执行,t1则在gM1和gM2都被释放了之后才执行。Main()函数最后,使用WaitHandle等待所有的AutoResetEvent对象的信号,这些对象的信号代表相应线程的结束。
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