深入浅出多线程系列之五：一些同步构造(上篇)
1：Mutex
Mutex 就像一个C# lock一样，不同的是它可以跨进程.
进入和释放一个Mutex要花费几毫秒，大约比C#的lock慢50倍。
使用一个Mutex的实例，调用WaitOne方法来获取锁，ReleaseMutex方法来释放锁。
因为Mutex是跨进程的，所以我们可以使用Mutex来检测程序是否已经运行。
{
using (var mutex = new Mutex(false, "LoveJenny OneAtATimeDemo"))
{
if (!mutex.WaitOne(TimeSpan.FromSeconds(3), false))
{
Console.WriteLine("只能运行一个应用程序!");
return;
}
RunProgram();
}
}
2：Semaphore:
一个Semaphore就像一个酒吧一样，通过门卫来限制它的客人，一旦到达限制，没有人可以进入，
人们会在门外乖乖的排队，一旦有一个人离开酒吧，排队中的人就可以进入了一个了。
下面是个例子：
{
//只能容纳三个人的酒吧
static SemaphoreSlim _sem = new SemaphoreSlim(3);
public static void MainThread()
{
for (int i = 1; i <= 5; i++)
new Thread(Enter).Start(i); //有5个人向进入
}
static void Enter(object id)
{
Console.WriteLine(id + " 想要进入了");
_sem.Wait();
Console.WriteLine(id+" 已经进入了!");
Thread.Sleep(1000 * (int)id);
Console.WriteLine(id + " 离开了?");
_sem.Release();
}
}
3：AutoResetEvent
一个AutoResetEvent就像十字转门一样，插入一张票就让一个人通过，”Auto”代表门会自动的关上。
在十字门外面的人可以调用WaitOne方法来阻塞，等待。一旦有人插入了票(调用Set方法)，就可以让外面等待的人(调用WaitOne方法的线程)通过了。
创建AutoResetEvent有一个参数。
static EventWaitHandle _waitHandle = new AutoResetEvent(false);
其中false在msdn的解释是：初始状态为非终止，
按照我个人的理解false代表了十字转门非终止，所以可以正常的进入，等待。
而如果是true的话：初始状态为终止,也就是代表已经调用了Set了，
就是说十字转门已经停止了，所以接下来如果有人调用了WaitOne方法，这个调用WaitOne方法的人直接就可以进入了，不需要再插入票(不需要调用Set)了，之后的调用和false一致，这一点可以认为AutoResetEvent具有记忆功能，它记住了上次门是打开的状态。所以调用waitone方法可以进入。
{
static EventWaitHandle _waitHandle = new AutoResetEvent(false);
public static void MainThread()
{
new Thread(Waiter).Start();
Thread.Sleep(2000);
_waitHandle.Set();
}
static void Waiter()
{
Console.WriteLine("Waiting...");
_waitHandle.WaitOne();
Console.WriteLine("Notified");
}
}
很简单，Waiter执行到Waiting…后，就开始调用WaitOne了，所以在门外排队等待。
而主线程在睡了两秒后，开始插入一张票(Set).所以Waiter就继续执行，所以打印Notified
接下来我们使用AutoResetEvent来模拟实现生产消费问题：
{
EventWaitHandle _wh = new AutoResetEvent(false);
Thread _worker;
readonly object _locker = new object();
Queue<string> _tasks = new Queue<string>();
public ProducerConsumerQueue()
{
//创建并启动工作线程
_worker = new Thread(Work);
_worker.Start();
}
public void EnqueueTask(string task)
{
lock (_locker) _tasks.Enqueue(task);
_wh.Set(); //一旦有任务了，唤醒等待的线程
}
public void Dispose()
{
EnqueueTask(null);
_worker.Join(); //等待_worker线程执行结束
_wh.Close();
}
void Work()
{
while (true)
{
string task = null;
lock (_locker)
{
if (_tasks.Count > 0)
{
task = _tasks.Dequeue();
if (task == null)
return;
}
if (task != null) //如果有任务的话，执行任务
{
Console.WriteLine("Performing task: " + task);
Thread.Sleep(1000);
}
else //否则阻塞,去睡觉吧
{
_wh.WaitOne();
}
}
}
}
}
主线程调用如下：
{
using (ProducerConsumerQueue q = new ProducerConsumerQueue())
{
q.EnqueueTask("Hello");
for (int i = 0; i < 10; i++) q.EnqueueTask("Say " + i);
q.EnqueueTask("Goodbye!");
}
}
4：ManualResetEvent：
一个ManualResetEvent就是一个普通门，
调用Set方法门就打开了，允许任意数量的人进入。
调用WaitOne方法就开始等待进入。
调用Reset方法门就关闭了。
在一个关闭的门上调用WaitOne方法就会被阻塞。
当门下次被打开的时候，所有等待的线程都可以进入了。
除了这些不同外，一个ManualResetEvent和AutoResetEvent类似。
在Framework4.0中ManualResetEvent提供了一个优化版本。ManualResetEventSlim。后面的版本速度更快，并且支持取消(CancellationToken).
参考资料：
http://www.albahari.com/threading/
CLR Via C# 3.0
