问题抽象:当某个操作的执行必须依赖于另一个操作的完成时,需要有个机制来保证这种先后关系。
线程通信方案:ManualResetEventSlim、ManualResetEvent、AutoResetEvent
方案特性:提供线程通知的能力,没有接到通知前,线程必须等待,有先后顺序。
1、ManualResetEvent类
对象有两种信号量状态True和False。构造函数设置初始状态。简单来说,
◆ 如果构造函数由true创建,则第一次WaitOne()不会阻止线程的执行,而是等待Reset后的第二次WaitOne()才阻止线程执行。
◆ 如果构造函数有false创建,则WaitOne()必须等待Set()才能往下执行。
一句话总结就是:是否忽略第一次阻塞。
方法如下:
◆ WaitOne:该方法用于阻塞线程,默认是无限期的阻塞,支持设置等待时间,如果超时就放弃阻塞,不等了,继续往下执行;
◆ Set:手动修改信号量为True,也就是恢复线程执行;
◆ ReSet:重置状态; 重置后,又能WaitOne()啦
using System; using System.Threading; namespace ConsoleApp1 { class Program { //一开始设置为false才会等待收到信号才执行 static ManualResetEvent mr = new ManualResetEvent(false); public static void Main() { Thread t = new Thread(Run); //启动辅助线程 t.Start(); //等待辅助线程执行完毕之后,主线程才继续执行 Console.WriteLine("主线程一边做自己的事,一边等辅助线程执行!" + DateTime.Now.ToString("mm:ss")); mr.WaitOne(); Console.WriteLine("收到信号,主线程继续执行" + DateTime.Now.ToString("mm:ss")); Console.ReadKey(); } static void Run() { //模拟长时间任务 Thread.Sleep(3000); Console.WriteLine("辅助线程长时间任务完成!" + DateTime.Now.ToString("mm:ss")); mr.Set(); } } }
在思维上,这个东西可以有两种用法,一种是让主线程等待辅助线程,一种是辅助线程等待主线程。
但无论怎么用,都是让一个线程等待或唤醒另外一个线程。
Reset方法调用示例
using System; using System.Threading; namespace ConsoleApp1 { class Program { //一开始设置为false,当遇到WaitOne()时,需要Set()才能继续执行 static ManualResetEvent mr = new ManualResetEvent(false); public static void Main() { Thread t = new Thread(Run); Console.WriteLine("开始" + DateTime.Now.ToString("mm:ss")); t.Start(); mr.WaitOne(); Console.WriteLine("第一次等待完成!" + DateTime.Now.ToString("mm:ss")); mr.Reset(); //重置后,又能WaitOne()啦 mr.WaitOne(3000); Console.WriteLine("第二次等待完成!" + DateTime.Now.ToString("mm:ss")); Console.ReadKey(); } static void Run() { mr.Set(); Thread.Sleep(2000); mr.Set(); } } }
如果以上代码不使用Reset,则直接输出第二次等待完成,而不会等待2秒。
2、AutoResetEvent类
AutoResetEvent与ManualResetEvent的区别在于AutoResetEvent 的WaitOne会改变信号量的值为false,让其等待阻塞。
比如说初始信号量为True,如果WaitOne超时信号量将自动变为False,而ManualResetEvent则不会。
第二个区别:
◆ ManualResetEvent:每次可以唤醒一个或多个线程
◆ AutoResetEvent:每次只能唤醒一个线程
using System; using System.Threading; namespace ConsoleApp1 { class Program { static AutoResetEvent ar = new AutoResetEvent(true); public static void Main() { Thread t = new Thread(Run); t.Start(); bool state = ar.WaitOne(1000); Console.WriteLine("当前的信号量状态:{0}", state); state = ar.WaitOne(1000); Console.WriteLine("再次WaitOne后现在的状态是:{0}", state); state = ar.WaitOne(1000); Console.WriteLine("再次WaitOne后现在的状态是:{0}", state); Console.ReadKey(); } static void Run() { Console.WriteLine("当前时间" + DateTime.Now.ToString("mm:ss")); } } }
AutoResetEvent 允许线程通过发信号互相通信。通常,此通信涉及线程需要独占访问的资源。
线程通过调用 AutoResetEvent 上的 WaitOne 来等待信号。如果 AutoResetEvent 处于非终止状态,则该线程阻塞,并等待当前控制资源的线程,通过调用 Set 发出资源可用的信号。调用 Set 向 AutoResetEvent 发信号以释放等待线程。AutoResetEvent 将保持终止状态,直到一个正在等待的线程被释放,然后自动返回非终止状态。如果没有任何线程在等待,则状态将无限期地保持为终止状态。可以通过将一个布尔值传递给构造函数来控制 AutoResetEvent 的初始状态,如果初始状态为终止状态,则为 true;否则为 false。
通俗的来讲只有等myResetEven.Set()成功运行后,myResetEven.WaitOne()才能够获得运行机会;Set是发信号,WaitOne是等待信号,只有发了信号,等待的才会执行。如果不发的话,WaitOne后面的程序就永远不会执行。下面我们来举一个例子:我去书店买书,当我选中一本书后我会去收费处付钱,
付好钱后再去仓库取书。这个顺序不能颠倒,我作为主线程,收费处和仓库做两个辅助线程,代码如下:
using System; using System.Threading; namespace ConsoleApp1 { class TestAutoReseEvent { static AutoResetEvent BuyBookEvent = new AutoResetEvent(false); static AutoResetEvent PayMoneyEvent = new AutoResetEvent(false); static AutoResetEvent GetBookEvent = new AutoResetEvent(false); static int number = 10; public static void Run() { Thread buyBookThread = new Thread(new ThreadStart(BuyBookProc)); buyBookThread.Name = "买书线程"; Thread payMoneyThread = new Thread(new ThreadStart(PayMoneyProc)); payMoneyThread.Name = "付钱线程"; Thread getBookThread = new Thread(new ThreadStart(GetBookProc)); getBookThread.Name = "取书线程"; buyBookThread.Start(); payMoneyThread.Start(); getBookThread.Start(); buyBookThread.Join(); payMoneyThread.Join(); getBookThread.Join(); } static void BuyBookProc() { while (number > 0) { Console.WriteLine("{0}:数量{1}", Thread.CurrentThread.Name, number); PayMoneyEvent.Set(); BuyBookEvent.WaitOne(); Console.WriteLine("------------------------------------------"); number--; } } static void PayMoneyProc() { while (number > 0) { PayMoneyEvent.WaitOne(); Console.WriteLine("{0}:数量{1}", Thread.CurrentThread.Name, number); GetBookEvent.Set(); } } static void GetBookProc() { while (number > 0) { GetBookEvent.WaitOne(); Console.WriteLine("{0}:数量{1}", Thread.CurrentThread.Name, number); BuyBookEvent.Set(); } } } }
namespace ConsoleApp1 { class Program { public static void Main() { TestAutoReseEvent.Run(); } } }
3、ManualResetEventSlim类
ManualResetEventSlim是ManualResetEvent的混合版本,一直保持大门敞开直到手工调用Reset方法,
Set() 相当于打开了大门从而允许准备好的线程接收信号并继续工作
Reset() 相当于关闭了大门 此时已经准备好执行的信号量 则只能等到下次大门开启时才能够执行
using System; using System.Threading; namespace ConsoleApp1 { class Program { static void Main(string[] args) { var t1 = new Thread(() => TravelThroughGates("Thread 1", 5)); var t2 = new Thread(() => TravelThroughGates("Thread 2", 6)); var t3 = new Thread(() => TravelThroughGates("Thread 3", 12)); t1.Start(); t2.Start(); t3.Start(); Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(6)); Console.WriteLine("The gates are now open!"); _mainEvent.Set(); Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2)); _mainEvent.Reset(); Console.WriteLine("The gates have been closed!"); Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(10)); Console.WriteLine("The gates are now open for the second time!"); _mainEvent.Set(); Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2)); Console.WriteLine("The gates have been closed!"); _mainEvent.Reset(); } static void TravelThroughGates(string threadName, int seconds) { Console.WriteLine("{0} falls to sleep {1}", threadName, seconds); Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds)); Console.WriteLine("{0} waits for the gates to open!", threadName); _mainEvent.Wait(); Console.WriteLine("{0} enters the gates!", threadName); } /// <summary> /// ManualResetEventSlim是ManualResetEvent的混合版本,一直保持大门敞开直到手工调用Reset方法, /// _mainEvent.Set 相当于打开了大门从而允许准备好的线程接收信号并继续工作 /// _mainEvent.Reset 相当于关闭了大门 此时已经准备好执行的信号量 则只能等到下次大门开启时才能够执行 /// </summary> static ManualResetEventSlim _mainEvent = new ManualResetEventSlim(false); } }