巧妙地使用Interlocked的各个方法,再无锁无阻塞的情况下判断出所有线程的运行完成状态。

昨晚耐着性子看完了clr via c#的第29章<<基元线程同步构造>>,尽管这本书不是第一次看了,但是之前看的都是一带而过,没有深入理解,甚至可以说是不理解,实习了之后发现自己的知识原来这么表面,很多的实现都不能做出来,这很大程度上打击了我,而且,春招也快来了,更需要打扎实基础。引起我注意的是jeffrey在第29章说的:使用Interlocked,代码很短,绝不阻塞任何线程,二期使用线程池线程来实现自动伸缩。下载了源码,然后分析了下书中的示例,code如下:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Net.Http;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks; namespace vlr_via_cs
{
internal static class AsyncCoordinatorDemo
{
public static void Go()
{
const Int32 timeout = ; // Change to desired timeout
MultiWebRequests act = new MultiWebRequests(timeout);
Console.WriteLine("All operations initiated (Timeout={0}). Hit <Enter> to cancel.",
(timeout == Timeout.Infinite) ? "Infinite" : (timeout.ToString() + "ms"));
Console.ReadLine();
act.Cancel(); Console.WriteLine();
Console.WriteLine("Hit enter to terminate.");
Console.ReadLine();
} private sealed class MultiWebRequests
{
// This helper class coordinates all the asynchronous operations
private AsyncCoordinator m_ac = new AsyncCoordinator(); // Set of Web servers we want to query & their responses (Exception or Int32)
private Dictionary<String, Object> m_servers = new Dictionary<String, Object> {
{ "http://cjjjs.com/", null },
{ "http://cnblogs.com/", null },
{ "http://www.jobbole.com/", null }
}; public MultiWebRequests(Int32 timeout = Timeout.Infinite)
{
// Asynchronously initiate all the requests all at once
var httpClient = new HttpClient();
foreach (var server in m_servers.Keys)
{
m_ac.AboutToBegin(); //确保先做三次加法, 若是有Sleep,在调用完这个函数后,执行
httpClient.GetByteArrayAsync(server).ContinueWith(task => ComputeResult(server, task));
} // Tell AsyncCoordinator that all operations have been initiated and to call
// AllDone when all operations complete, Cancel is called, or the timeout occurs
m_ac.AllBegun(AllDone, timeout);
} private void ComputeResult(String server, Task<Byte[]> task)
{
Object result;
if (task.Exception != null)
{
result = task.Exception.InnerException;
}
else
{
// Process I/O completion here on thread pool thread(s)
// Put your own compute-intensive algorithm here...
result = task.Result.Length; // This example just returns the length
} // Save result (exception/sum) and indicate that 1 operation completed
m_servers[server] = result;
m_ac.JustEnded();
} // Calling this method indicates that the results don't matter anymore
public void Cancel() { m_ac.Cancel(); } // This method is called after all Web servers respond,
// Cancel is called, or the timeout occurs
private void AllDone(CoordinationStatus status)
{
switch (status)
{
case CoordinationStatus.Cancel:
Console.WriteLine("Operation canceled.");
break; case CoordinationStatus.Timeout:
Console.WriteLine("Operation timed-out.");
break; case CoordinationStatus.AllDone:
Console.WriteLine("Operation completed; results below:");
foreach (var server in m_servers)
{
Console.Write("{0} ", server.Key);
Object result = server.Value;
if (result is Exception)
{
Console.WriteLine("failed due to {0}.", result.GetType().Name);
}
else
{
Console.WriteLine("returned {0:N0} bytes.", result);
}
}
break;
}
}
} private enum CoordinationStatus
{
AllDone,
Timeout,
Cancel
}; private sealed class AsyncCoordinator
{
private Int32 m_opCount = ; // Decremented when AllBegun calls JustEnded
private Int32 m_statusReported = ; // 0=false, 1=true
private Action<CoordinationStatus> m_callback;
private Timer m_timer; // This method MUST be called BEFORE initiating an operation
public void AboutToBegin(Int32 opsToAdd = )
{
Interlocked.Add(ref m_opCount, opsToAdd);
} // This method MUST be called AFTER an operations result has been processed
public void JustEnded()
{
if (Interlocked.Decrement(ref m_opCount) == )
ReportStatus(CoordinationStatus.AllDone);
} // This method MUST be called AFTER initiating ALL operations
public void AllBegun(Action<CoordinationStatus> callback, Int32 timeout = Timeout.Infinite)
{
m_callback = callback;
if (timeout != Timeout.Infinite)
{
// 在指定的时间点(dueTime) 调用回调函数,随后在指定的时间间隔(period)调用回调函数
m_timer = new Timer(TimeExpired, null, timeout, Timeout.Infinite);
}
JustEnded();
} // 处理过时的线程
private void TimeExpired(Object o) {
ReportStatus(CoordinationStatus.Timeout);
} public void Cancel()
{
if (m_callback == null)
throw new InvalidOperationException("Cancel cannot be called before AllBegun");
ReportStatus(CoordinationStatus.Cancel);
} private void ReportStatus(CoordinationStatus status)
{
if (m_timer != null)
{ // If timer is still in play, kill it
Timer timer = Interlocked.Exchange(ref m_timer, null);
if (timer != null) timer.Dispose();
} // If status has never been reported, report it; else ignore it
if (Interlocked.Exchange(ref m_statusReported, ) == )
m_callback(status);
}
}
} class Program
{
static void Main(string[] args)
{
AsyncCoordinatorDemo.Go(); Console.Read();
}
}
}

的确是无锁的操作,Interlocked方法是用户模式下的原子操作,针对的是CPU,不是线程内存,而且它是自旋等待的,耗费的是CPU资源。分析了下AsyncCoordinator类,主要就是利用Interlocked的Add方法,实时计数线程的数量,随后待一个线程运行的最后又调用Interlocked的Decrement方法自减。如果你留心的话,你会发现,目前绝大多数的并发判断中都用到了Interlocked的这些方法,尤其是interlocked的anything模式下的compareexchange方法,在这里提一嘴,除了compareexchange和exchange方法的返回值是返回ref类型原先的值之外,其余的方法都是返回改变之后的值。最后我们可以通过AllBegun方法来判断是不是所有的线程都执行完了,随后将状态变量m_statusReported设置为1,防止在进行状态判断。

这个类很好,之前写并发的时候,老是烦恼怎么判断并发是否已经完事了,又不想用到阻塞,这个类很好,当然应用到具体项目中可能还需要改,但是基本的模型还是这个,不变的。

有点感慨:好东西需要我们自己去发掘,之前查生产者消费者模型的时候,java代码一大堆,愣是没有看到几个C#,就算有也是简易,尽管可以把java的改变为C#的,但有点感慨C#的技术栈和资源少

使用Interlocked在多线程下进行原子操作,无锁无阻塞的实现线程运行状态判断的更多相关文章

  1. Erlang运行时中的无锁队列及其在异步线程中的应用

    本文首先介绍 Erlang 运行时中需要使用无锁队列的场合,然后介绍无锁队列的基本原理及会遇到的问题,接下来介绍 Erlang 运行时中如何通过“线程进度”机制解决无锁队列的问题,并介绍 Erlang ...

  2. java 多线程12 : 无锁 实现CAS原子性操作----原子类

    由于java 多线程11:volatile关键字该文讲道可以使用不带锁的情况也就是无锁使变量变成可见,这里就理解下如何在无锁的情况对线程变量进行CAS原子性及可见性操作 我们知道,在并发的环境下,要实 ...

  3. java多线程中的死锁、活锁、饥饿、无锁都是什么鬼?

    死锁.活锁.饥饿是关于多线程是否活跃出现的运行阻塞障碍问题,如果线程出现了这三种情况,即线程不再活跃,不能再正常地执行下去了. 死锁 死锁是多线程中最差的一种情况,多个线程相互占用对方的资源的锁,而又 ...

  4. JAVA多线程下高并发的处理经验

    java中的线程:java中,每个线程都有一个调用栈存放在线程栈之中,一个java应用总是从main()函数开始运行,被称为主线程.一旦创建一个新的线程,就会产生一个线程栈.线程总体分为:用户线程和守 ...

  5. 非阻塞同步算法与CAS(Compare and Swap)无锁算法

    锁(lock)的代价 锁是用来做并发最简单的方式,当然其代价也是最高的.内核态的锁的时候需要操作系统进行一次上下文切换,加锁.释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时,等待锁的线程会被挂起直至锁释放. ...

  6. 【Java并发编程】9、非阻塞同步算法与CAS(Compare and Swap)无锁算法

    转自:http://www.cnblogs.com/Mainz/p/3546347.html?utm_source=tuicool&utm_medium=referral 锁(lock)的代价 ...

  7. C#多线程编程(7)--锁

    一提到线程同步,就会提到锁,作为线程同步的手段之一,锁总是饱受质疑.一方面锁的使用很简单,只要在代码不想被重入的地方(多个线程同时执行的地方)加上锁,就可以保证无论何时,该段代码最多有一个线程在执行: ...

  8. 理解 Memory barrier(内存屏障)无锁环形队列

    原文:https://www.cnblogs.com/my_life/articles/5220172.html Memory barrier 简介 程序在运行时内存实际的访问顺序和程序代码编写的访问 ...

  9. java高并发程序设计模式-并发级别:阻塞、无障碍、无锁、无等待【转载】

    一般认为并发可以分为阻塞与非阻塞,对于非阻塞可以进一步细分为无障碍.无锁.无等待,下面就对这几个并发级别,作一些简单的介绍. 1.阻塞 阻塞是指一个线程进入临界区后,其它线程就必须在临界区外等待,待进 ...

随机推荐

  1. UNIX网络编程——Socket/TCP粘包、多包和少包, 断包

    为什么TCP 会粘包 前几天,调试mina的TCP通信, 第一个协议包解析正常,第二个数据包不完整.为什么会这样吗,我们用mina这样通信框架,还会出现这种问题? TCP(transport cont ...

  2. iOS完整预装字体清单

    iOS完整预装字体清单:http://iosfonts.com/

  3. Linux内存映射--mmap函数

    Linux提供了内存映射函数mmap, 它把文件内容映射到一段内存上(准确说是虚拟内存上), 通过对这段内存的读取和修改, 实现对文件的读取和修改, 先来看一下mmap的函数声明: 头文件: < ...

  4. Java基础---Java---基础加强---类加载器、委托机制、AOP、 动态代理技术、让动态生成的类成为目标类的代理、实现Spring可配置的AOP框架

    类加载器 Java虚拟机中可以安装多个类加载器,系统默认三个主要类加载器,每个类负责加载特定位置的类:BootStrap,ExtClassLoader,AppClassLoader 类加载器也是Jav ...

  5. UNIX网络编程——客户/服务器程序设计示范(八)

        TCP预先创建线程服务器程序,主线程统一accept 最后一个使用线程的服务器程序设计示范是在程序启动阶段创建一个线程池之后只让主线程调用accept并把每个客户连接传递给池中某个可用线程.  ...

  6. Cookie 进阶

    Cookie作为一个客户端技术被广泛的应用着.我今天也来谈一谈我对Cookie的理解. 先来一个小菜(实现"上次登录时间") 具体的思路如下: 通过request.getCooki ...

  7. 分布式系统中的RPC请求经常出现乱序的情况 写一个算法来将一个乱序的序列保序输出

    分布式系统中的RPC请求经常出现乱序的情况.  写一个算法来将一个乱序的序列保序输出.例如,假设起始序号是1,对于(1, 2, 5, 8, 10, 4, 3, 6, 9, 7)这个序列,输出是:  1 ...

  8. tar 压缩和解压缩使用笔记

    tar 压缩和解压缩使用笔记 1 文件 1.1 打包 1.1 压缩 $ tar czf myfile.txt.tar.gz ./myfile.txt 1.2 解压缩 解压缩到目录: $ mkdir o ...

  9. Gitflow工作流程

    在工作场合实施Git的时候,有很多种工作流程可供选择,此时反而会让你手足无措.本文罗列了企业团队最常用的一些Git工作流程,包括Centralized Workflow.Feature Branch ...

  10. c#一些特殊语法

    1.using 语法 using不仅可以作为导入包,重命名类名.还可以释放资源 using (Pen gridLinePen = new Pen(Color.red)) { e.Graphics.Dr ...