异步线程及同步控制
在日常开发中，很多耗时的工作都是使用异步线程的完成，特别的在C/S模式中更显常见，但很多时候有涉及到资源的独占，对资源的锁定有多种做法，很多时候引起死锁及锁定失效，这些有MSDN中都有相当多的介绍，我就不再献丑了。这里主要是在一个做考勤机的模块中，对MSDN的制造都和使用都进行同步控制的改进及应用。
参考MSDN的主题：《如何：对制造者线程和使用者线程进行同步（C# 编程指南）》
MSDN Code
using System.Threading;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
public class SyncEvents
{
public SyncEvents()
{
_newItemEvent = new AutoResetEvent(false);
_exitThreadEvent = new ManualResetEvent(false);
_eventArray = new WaitHandle[2];
_eventArray[0] = _newItemEvent;
_eventArray[1] = _exitThreadEvent;
}
public EventWaitHandle ExitThreadEvent
{
get { return _exitThreadEvent; }
}
public EventWaitHandle NewItemEvent
{
get { return _newItemEvent; }
}
public WaitHandle[] EventArray
{
get { return _eventArray; }
}
private EventWaitHandle _newItemEvent;
private EventWaitHandle _exitThreadEvent;
private WaitHandle[] _eventArray;
}
public class Producer
{
public Producer(Queue<int> q, SyncEvents e)
{
_queue = q;
_syncEvents = e;
}
// Producer.ThreadRun
public void ThreadRun()
{
int count = 0;
Random r = new Random();
while (!_syncEvents.ExitThreadEvent.WaitOne(0, false))
{
lock (((ICollection)_queue).SyncRoot)
{
while (_queue.Count < 20)
{
_queue.Enqueue(r.Next(0,100));
_syncEvents.NewItemEvent.Set();
count++;
}
}
}
Console.WriteLine("Producer thread: produced {0} items", count);
}
private Queue<int> _queue;
private SyncEvents _syncEvents;
}
public class Consumer
{
public Consumer(Queue<int> q, SyncEvents e)
{
_queue = q;
_syncEvents = e;
}
// Consumer.ThreadRun
public void ThreadRun()
{
int count = 0;
while (WaitHandle.WaitAny(_syncEvents.EventArray) != 1)
{
lock (((ICollection)_queue).SyncRoot)
{
int item = _queue.Dequeue();
}
count++;
}
Console.WriteLine("Consumer Thread: consumed {0} items", count);
}
private Queue<int> _queue;
private SyncEvents _syncEvents;
}
public class ThreadSyncSample
{
private static void ShowQueueContents(Queue<int> q)
{
lock (((ICollection)q).SyncRoot)
{
foreach (int item in q)
{
Console.Write("{0} ", item);
}
}
Console.WriteLine();
}
static void Main()
{
Queue<int> queue = new Queue<int>();
SyncEvents syncEvents = new SyncEvents();
Console.WriteLine("Configuring worker threads...");
Producer producer = new Producer(queue, syncEvents);
Consumer consumer = new Consumer(queue, syncEvents);
Thread producerThread = new Thread(producer.ThreadRun);
Thread consumerThread = new Thread(consumer.ThreadRun);
Console.WriteLine("Launching producer and consumer threads...");
producerThread.Start();
consumerThread.Start();
for (int i=0; i<4; i++)
{
Thread.Sleep(2500);
ShowQueueContents(queue);
}
Console.WriteLine("Signaling threads to terminate...");
syncEvents.ExitThreadEvent.Set();
producerThread.Join();
consumerThread.Join();
}
}
考勤机业务描述：通过一个Windows Services来同时监听多台考勤机。由于考勤机底层SDK的问题，各种操作不能同时操作，特别是不同的考勤机的不同的操作也会引起内存的访问失败，（可能是考勤机底层SDK没有考虑到多台操作，对部分同用的内存处理不好引起的，这不是我们应该公司的问题，厂家也不可能一下子修复这些问题，只有我们想办法了），因些想到用一个线程去处理多个考勤机的动作，由于Windows Services没有消息泵，在些用一个循环线程来维持底层的状态（底层的SDK只能做由创建的线程来调用其方法），对于不同考勤机所要处理的动作，全部都放在一个队列Queue中，由循环线程来逐个执行。此做法效率虽然低了点，可以对于迸发不是很多的业务，却足够了，又能很好解决项目进度的问题。
在MSDN的示例中，消费者是可以使用新线程却工作，所以
while (WaitHandle.WaitAny(_syncEvents.EventArray) != 1)
{
lock (((ICollection)_queue).SyncRoot)
{
int item = _queue.Dequeue();
}
count++;
}
代码int item = _queue.Dequeue();是没有问题的，好像在考勤机中，只能一个线程操作，而且_queue.Dequeue后的Do something耗时比较大，（不能新开线程），该做法就完成不可行了，如果耗时过长，就会对制造都进行了阻塞，不合要求；而且在SyncEvents中使用AutoResetEvent，当WaitHandle.WaitAny(_syncEvents.EventArray) 收到信号时就会自动恢复，制造者一往Queue中加入项，又马上有新的信号，起不了同步的作用，因此，把AutoResetEvent改为ManualResetEvent，当Do Something完成后，而与队列没有项时，才重置制造者的信号
/// 同步事件控制类。参考MSDN的对制造者线程和使用者线程进行同步（C# 编程指南）
/// </summary>
/// <typeparam name="T">T 只能为 AutoResetEvent 或 ManualResetEvent</typeparam>
public class SyncEvents<T> where T : WaitHandle
{
public SyncEvents()
{
//_newItemEvent = new AutoResetEvent(false);
if (typeof(T) == typeof(AutoResetEvent))
_newItemEvent = new AutoResetEvent(false);
else if (typeof(T) == typeof(ManualResetEvent))
_newItemEvent = new ManualResetEvent(false);
_exitThreadEvent = new ManualResetEvent(false);
_eventArray = new WaitHandle[2];
_eventArray[0] = _newItemEvent;
_eventArray[1] = _exitThreadEvent;
}
/// <summary>
/// 退出线程事件。为ManualResetEvent类。
/// </summary>
public EventWaitHandle ExitThreadEvent
{
get { return _exitThreadEvent; }
}
/// <summary>
/// 新项的消息。为AutoResetEvent类
/// </summary>
public EventWaitHandle NewItemEvent
{
get { return _newItemEvent; }
}
/// <summary>
/// 事件数组。EventArray[0]为NewItemEvent，NewItemEvent[1]ExitThreadEvent
/// </summary>
public WaitHandle[] EventArray
{
get { return _eventArray; }
}
private EventWaitHandle _newItemEvent;
private EventWaitHandle _exitThreadEvent;
private WaitHandle[] _eventArray;
}
初始化相关实体。
_queue = new Queue<EventsActionEntry>();
_syncEvents = new SyncEvents<ManualResetEvent>();
m_WorkThread = new Thread(new ThreadStart(CreateEnrollListener));
m_WorkThread.Start();
在实体应用中，制造都不用考虑如果退出，只要是对队列里加进项，并发出信号就可以了
Console.WriteLine("Receive a message wait for process...");
lock (((ICollection)_queue).SyncRoot)
{
EventsActionEntry entry = new EventsActionEntry { MachineNumber = e.ReceiveData.MachineID, InvokeActionType = ActionType.LogTime}; //生成Action的类型
_queue.Enqueue(entry);
_syncEvents.NewItemEvent.Set();
}
这个MSDN的做法没有多在变动。
EventsActionEntry 实体的设计是以为使用者执行而设计，在很多项目中有一个这样的现象，当第一个操作很耗时，而队列的项不断增加，而中间的项又没有用了，只需要执行最后一个项，我们可以在lock内对entry的标识进行更改，而在使用者取出entry时，对标识进行判断，这样就可以放弃中间的所有Action的执行。
在使用者的执行方法m_WorkThread = new Thread(new ThreadStart(CreateEnrollListener)); CreateEnrollListener中，我是这样使用的
while (WaitHandle.WaitAny(_syncEvents.EventArray) != 1)
{
EventsActionEntry actionItem = null;
lock (((ICollection)_queue).SyncRoot)
{
if (_queue.Count > 0)
actionItem = _queue.Dequeue();
}
//处理事件
ProcessEventAction(actionItem);
lock (((ICollection)_queue).SyncRoot)
{
if (_queue.Count == 0)
{
_syncEvents.NewItemEvent.Reset();
}
}
}
ProcessEventAction(actionItem); 在第一个lock的外面，这样，就不会阻塞制造者往队列里加项。这时，NewItemEvent处理非阻塞状态，因此可以一直循环执行完队列的所有Action，到所有项完成后，第二个lock对NewItemEvent重置为阻塞，使用者因此又在等待制造者加入项，只要制造者一加入新项，又有信号给使用者，又重新开始工作，周而复始，解决了不同线程的同步控制了。在本单位的很多项目中，为了改进用户的体验，在很多地方使用些做法（更多的是放弃中间的所有操作，只要应用在用户对一个操作连续点击，到停止时其实只显示最后一个操作就行）。
有些表述可能有误和不清晰，希望大家能得到更好的应用，对能改进的地方，多多发言，并提出意见。
