线程同步(AutoResetEvent与ManualResetEvent)
前言
在我们编写多线程程序时,会遇到这样一个问题:在一个线程处理的过程中,需要等待另一个线程处理的结果才能继续往下执行。比如:有两个线程,一个用来接收Socket数据,另一个用来处理Socket数据,而处理Socket数据的那个线程需要在接收到Socket数据后才能处理运行,就要等待接收线程接收数据。那么处理线程如何等待,接收线程又如何通知处理线程呢?
其中一个比较好的方式就是使用AutoResetEvent/ManualResetEvent
1. AutoResetEvent/ManualResetEvent介绍
AutoResetEvent/ManualResetEvent是.Net给我们提供的用于线程间同步的对象。都有三个主要的函数:
WaitOne: 用于阻塞线程,等待接收到继续运行信号
Set: 用于发送同步信号,通知正在等待的线程继续运行
Reset: 重置终止状态
初始化构造函数ResetEvent(bool initialState),当initialState为true时,默认为终止状态(即阻塞无效);当initialState为false时,默认为非终止状态
关于ResetEvent的终止状态与非终止状态,大家刚开始看的时候会感到难以理解,我举个很形象的例子,大家就会明白了。
我们都有上班刷卡进大楼的经历,这里可以把ResetEvent看作是那个闸门,只有刷卡才能进。
WaitOne就是等待刷卡,Set就是刷卡,而Reset则是关闭闸门,这样就知道,当初始化的时候,initialState为true时,意思就是说,默认闸门是开的;initialState为false时,默认闸门是关的
所以,如果要进入大楼,步骤就应该是这样的(假设当前闸门是关着的),
等待刷卡(WaitOne) ->刷卡(Set)->通信->关闭闸门(Reset)
2. AutoResetEvent/ManualResetEvent的区别
其实,这两个类的字面上的意思已经告诉了我们他们间的区别,Reset既然是关闭闸门,那也就是说,Auto是自动关闭闸门,Manual是手动关闭闸门。
AutoResetEvent:刷卡通过后,闸门自动关闭,然后等待下一次刷卡
ManualResetEvent:刷卡通过后,闸门不会自动关闭,如果不手动关闭(调用Reset方法),等待刷卡无效,人也就不用刷卡就能直接通过
所以WaitOne是否有效,能不能阻塞线程取决于是否调用了Reset方法。
而构造函数中initialState为true时,表示闸门默认第一次是打开的
3. AutoResetEvent/ManualResetEvent使用示例
接下来,我们用一个简单的示例来看一下这两个类的实际效果。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading; namespace ResetEventTest
{
class Program
{
//初始化时默认为非终止状态false
static AutoResetEvent autoRE = new AutoResetEvent(false);
static ManualResetEvent manualRE = new ManualResetEvent(false); static void Main(string[] args)
{
(new Thread(AutoMethod1)).Start();
(new Thread(AutoMethod2)).Start(); (new Thread(ManualMethod1)).Start();
(new Thread(ManualMethod2)).Start(); Console.ReadKey();
} static void AutoMethod1()
{
Console.WriteLine("wait print AutoMethod 1:");
autoRE.WaitOne();
Console.WriteLine("AutoMethod 1");
} static void AutoMethod2()
{
Console.WriteLine("wait print AutoMethod 2:");
autoRE.WaitOne();
Console.WriteLine("AutoMethod 2");
} static void ManualMethod1()
{
Console.WriteLine("wait print ManualMethod 1:");
manualRE.WaitOne();
Console.WriteLine("ManualMethod 1");
} static void ManualMethod2()
{
Console.WriteLine("wait print ManualMethod 2:");
manualRE.WaitOne();
Console.WriteLine("ManualMethod 2");
}
}
}
分别对应AutoResetEvent和ManualResetEvent启动两个线程,全部进入等待,这时候输出为:
我们发现线程全部阻塞,这说明初始化时false,就是设置为阻塞状态,那我们把初始化参数改为true试下
static AutoResetEvent autoRE = new AutoResetEvent(true);
static ManualResetEvent manualRE = new ManualResetEvent(true);
结果如下:
发现(注意输出顺序可能不同),Auto仅阻塞了一个,而Manual则两个都没有阻塞,全部输出了,实际上即是Auto放行一个后,立即自动调用了Reset方法,导致AutoMethod2在没有获取Set通行信号前无法继续运行;而Manual因为没有手动调用Reset方法,WaitOne形同虚设没有起任何作用。
还使用之前的代码,在启动线程的时候添加Set代码,如下:
static AutoResetEvent autoRE = new AutoResetEvent(false);
static ManualResetEvent manualRE = new ManualResetEvent(false); static void Main(string[] args)
{
(new Thread(AutoMethod1)).Start();
autoRE.Set();
(new Thread(AutoMethod2)).Start(); (new Thread(ManualMethod1)).Start();
manualRE.Set();
(new Thread(ManualMethod2)).Start(); Console.ReadKey();
}
当AutoMethod1线程启动后,调用了Set方法,那么AutoMethod1线程就获得了继续运行的信号,这时候启动AutoMethod2线程,因为AutoMethod1线程运行后自动重置了状态,所以AutoMethod2就会阻塞;而ManualMethod1线程之后调用Set,因为没有手动调用Reset重置状态,那么ManualMethod2将不会阻塞,如下结果验证了我们的想法:
如果想要ManualMethod2阻塞,那么只要在ManualMethod2中,获取到Set信号后,再调用Reset方法即可
static void ManualMethod1()
{
Console.WriteLine("wait print ManualMethod 1:");
manualRE.WaitOne();
manualRE.Reset();
Console.WriteLine("ManualMethod 1");
}
结果:
4. 其他操作
其实我们查看ResetEvent的继承关系会发现,实际上ResetEvent继承自抽象类WaitHandle,WaitHandle下的SignalAndWait,WaitAll与WaitAny方法提供了我们更多样的控制线程同步的方式,这个在以后会进一步探讨。
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