C#多线程学习笔记(四) --Lock and Monitor之二

简介: a.Monitor方法(MSDN摘录)Enter, TryEnter 获取对象锁,此操作同样会标记临界区的开头。其他任务线程都不能进入临界区,除非它使用其他锁定对象执行临界区的指令。
a.Monitor方法(MSDN摘录)

Enter, TryEnter 获取对象锁,此操作同样会标记临界区的开头。其他任务线程都不能进入临界区,除非它使用其他锁定对象执行临界区的指令。
Wait 释放对象上的锁以便允许其他线程锁定和访问该对象。在其他线程访问对象时,调用线程将等待。脉冲信号用于通知待待线程有关对象状态的更改。

Pulse(信号),PulseAll

向一个或多个等待线程发送信号。该信号通知等待线程锁定对象的状态已更改,并且锁的所有者准备释放该锁。等待线程被放置在对象的就绪队列中以便它可以最后接收对象锁。一旦线程摇篮有了锁,它就可以检查对象的新状态以查看是否达到所需状态。
Exit 释放对象上的锁。此操作还标记受锁定对象保护的临界区的结尾。

b.Sample
img_a6339ee3e57d1d52bc7d02b338e15a60.gif using  System;
img_a6339ee3e57d1d52bc7d02b338e15a60.gif
using  System.Collections.Generic;
img_a6339ee3e57d1d52bc7d02b338e15a60.gif
using  System.Text;
img_a6339ee3e57d1d52bc7d02b338e15a60.gif
using  System.Threading;
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img_a6339ee3e57d1d52bc7d02b338e15a60.gif
namespace  ThreadLockAndMonitor
img_405b18b4b6584ae338e0f6ecaf736533.gifimg_1c53668bcee393edac0d7b3b3daff1ae.gif
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif {
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public class Cell
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif    
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif        
int cellContents;// Cell对象里边的内容
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        bool FAllowReader = false;// 状态标志,为true时可以读取,为false则正在写入
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        public int ReadfromCell()
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif        
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif            
lock (this)// Lock关键字保证了该块只有一个线程可以进来
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            img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                
if (!FAllowReader)//如果现在不可读取
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                img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                    
try
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img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                        
//等待WriteToCell方法中调用Monitor.Pulse()方法
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
                        Monitor.Wait(this);
img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif                    }

img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                    
catch (SynchronizationLockException e)
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif                    
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                        Console.WriteLine(e.Message);
img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif                    }

img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                    
catch (ThreadInterruptedException e)
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif                    
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                        Console.WriteLine(e);
img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif                    }

img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif                }

img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                Console.WriteLine(
"Consume:{0}", cellContents);
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                FAllowReader 
= false;//重置FAllowReader标志,表示消费行为已经完成
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
                Monitor.Pulse(this);//通知WriteToCell()方法(该方法在另外一个线程中执行,等待中)
img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif
            }

img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif            
return cellContents;
img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif        }

img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif        
public void WriteToCell(int _n)
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif        
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif            
lock(this)
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif            
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                
if (FAllowReader)
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif                
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                    
try
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif                    
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                        Monitor.Wait(
this);
img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif                    }

img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                    
catch(SynchronizationLockException e)
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif                    
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                        
//当同步方法(指Monitor类除Enter之外的方法)在非同步的代码区被调用
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
                        Console.WriteLine(e);
img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif                    }

img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                    
catch(ThreadInterruptedException e)
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif                    
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                        
//当线程在等待状态的时候中止
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
                        Console.WriteLine(e);
img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif                    }

img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif                }

img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                cellContents 
= _n;
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                Console.WriteLine(
"Procduce:{0}", cellContents);
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                FAllowReader 
= true;
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                Monitor.Pulse(
this);//通知另外一个线程中正在等待的ReadFromCell()方法
img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif
            }

img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif        }

img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif  }

img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif    
public class CellProd
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif    
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif        Cell cell;
// 被操作的Cell对象
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
        int quantity = 1;//生产者生产次数,初始化为1
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
        public CellProd(Cell _box, int _request)
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif        
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif            cell 
= _box;
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif            quantity 
= _request;
img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif        }

img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif        
public void ThreadRun()
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif        
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif            
for(int i = 1; i<=quantity; i++)
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                cell.WriteToCell(i);
//生产者向操作对象写入信息
img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif
        }

img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif    }

img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif    
public class CellCons
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif    
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif        Cell cell;
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif        
int quantity = 1;
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif        
public CellCons(Cell _box, int _request)
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif        
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif            cell 
= _box;
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif            quantity 
= _request;
img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif        }

img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif        
public void ThreadRun()
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif        
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif            
int valReturned;
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif            
for (int i = 1; i<=quantity; i++)
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                valReturned 
= cell.ReadfromCell();//消费者从操作对象中读取信息
img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif
        }

img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif    }

img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif 
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif    
class Program
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif    
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif        
static void Main(string[] args)
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif        
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif            
int result = 0;//一个标志位,如果是0表示程序没有出错,如果是1表明有错误发生
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
            Cell cell = new Cell();
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif            
//下面使用cell初始化CellProd和CellCons两个类,生产和消费次数均为20次
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
            CellProd prod = new CellProd(cell, 20);
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif            CellCons cons 
= new CellCons(cell, 20);
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif            Thread producer 
= new Thread(new ThreadStart(prod.ThreadRun));
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif            Thread consumer 
= new Thread(new ThreadStart(cons.ThreadRun));
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif            
//生产者线程和消费者线程都已经被创建,但是没有开始执行
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif
            tryimg_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                producer.Start();
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                consumer.Start();
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                producer.Join();
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                consumer.Join();
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                Console.ReadLine();
img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif            }

img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif            
catch(ThreadStateException e)img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                Console.WriteLine(e);
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                result 
= 1;
img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif            }

img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif            
catch(ThreadInterruptedException e)
img_2887d91d0594ef8793c1db92b8a1d545.gifimg_7a2b9a960ee9a98bfd25d306d55009f8.gif            
img_a76e9bb6ed00cf1c9c9f4ee2f04b558b.gif{
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                
//当线程在等待状态的时候中止
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
                Console.WriteLine(e);
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif                result 
= 1;
img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif            }

img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif            
//尽管Main()函数没有返回值,但下面这条语句可以向父进程返回执行结果
img_33d02437d135341f0800e3d415312ae8.gif
            Environment.ExitCode = result;
img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif        }

img_105a1e124122b2abcee4ea8e9f5108f3.gif    }

img_05dd8d549cff04457a6366b0a7c9352a.gif}

img_a6339ee3e57d1d52bc7d02b338e15a60.gif

 可以看到,在上面的例程中,同步是通过等待Monitor.Pulse()来完成的。首先生产者生产了一个值,而同一时刻消费者处于等待状态,直到收到生产者的“脉冲(Pulse)”通知它生产已经完成,此后消费者进入消费状态,而生产者开始等待消费者完成操作后将调用Monitor.Pulese()发出的“脉冲”。它的执行结果很简单:
Produce: 1
Consume: 1
Produce: 2
Consume: 2
Produce: 3
Consume: 3
...
...
Produce: 20
Consume: 20
事实上,这个简单的例子已经帮助我们解决了多线程应用程序中可能出现的大问题,只要领悟了解决线程间冲突的基本方法,很容易把它应用到比较复杂的程序中去。

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