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八个线程同时访问共享数据时,线程同步能防备数据损坏。之所以要强调还要,是因为线程同步问题其实正是计时难题。

八个线程同时访问共享数据时,线程同步能预防数据损坏。之所以要强调还要,是因为线程同步难点其实正是计时难点。

 1)原子操作(Interlocked):全数办法都是推行叁遍原子读取或三次写入操作。

  • 1.1
    简介
  • 1.2
    执行基本原子操作
  • 1.3
    使用Mutex类
  • 1.4
    使用SemaphoreSlim类
  • 1.5
    使用AutoResetEvent类
  • 1.6
    使用ManualResetEventSlim类
  • 1.7
    使用CountDownEvent类
  • 1.8
    使用Barrier类
  • 1.9
    使用ReaderWriterLockSlim类
  • 1.10
    使用SpinWait类
  • 参考书籍
  • 小编水平有限,要是不当欢迎各位批评指正!

不须要线程同步是最出彩的景观,因为线程同步一般很麻烦,涉及到线程同步锁的收获和假释,简单遗漏,而且锁会消耗品质,获取和自由锁都亟需时日,最终锁的玩法就在于三回只好让1个线程访问数据,那么就会堵塞线程,阻塞线程就会让额外的线程发生,阻塞愈多,线程越来越多,线程过多的坏处就不谈了。

不供给线程同步是最理想的景色,因为线程同步一般很麻烦,涉及到线程同步锁的拿走和释放,不难遗漏,而且锁会费用质量,获取和假释锁都亟待时刻,最后锁的玩法就在于一次只可以让叁个线程访问数据,那么就会阻塞线程,阻塞线程就会让额外的线程产生,阻塞越多,线程越来越多,线程过多的害处就不谈了。

  2)lock()语句:幸免锁定public类型,不然实例将高于代码控制的限制,定义private对象来锁定。


故此可防止止线程同步的话就活该去幸免,尽量不要去行使静态字段这样的共享数据。

之所以能够制止线程同步的话就活该去制止,尽量不要去行使静态字段这样的共享数据。

  3)Monitor达成线程同步


类库和线程安全

类库和线程安全

    通过Monitor.Enter() 和
Monitor.Exit()达成排它锁的拿走和刑满释放解除劳教,获取之后独占财富,分化意别的线程访问。

1.1 简介

本章介绍在C#中落到实处线程同步的两种艺术。因为三个线程同时访问共享数据时,只怕会造成共享数据的破坏,从而造成与预期的结果不适合。为了消除那几个题材,所以必要用到线程同步,也被俗称为“加锁”。不过加锁相对不对升高质量,最多也便是不增不减,要兑现质量不增不减还得靠高质量的同步源语(Synchronization
Primitive)。但是因为是的永远比速度更首要,所以线程同步在少数场景下是必须的。

线程同步有三种源语(Primitive)构造:用户格局(user –
mode)
水源格局(kernel –
mode)
,当能源可用时间短的情况下,用户方式要优于根本形式,不过假诺长日子无法获得财富,只怕说长日子处于“自旋”,那么内核形式是相对来说好的挑三拣四。

只是大家意在全体用户形式和基础情势的独到之处,大家把它称为掺杂构造(hybrid
construct)
,它富有了三种格局的独到之处。

在C#中有二种线程同步的建制,平时能够服从以下依次进行抉择。

  1. 一旦代码能经过优化能够不开始展览联合,那么就不要做一道。
  2. 运用原子性的Interlocked方法。
  3. 使用lock/Monitor类。
  4. 行使异步锁,如SemaphoreSlim.WaitAsync()
  5. 选拔任何加锁机制,如ReaderWriterLockSlim、Mutex、Semaphore等。
  6. 假诺系统提供了*Slim本子的异步对象,那么请选择它,因为*Slim本子全部都以混合锁,在进入基础方式前实现了某种格局的自旋。

在共同中,一定要注意制止死锁的发出,死锁的发出必须满足以下4个中央标准,所以只要求破坏任意一个准绳,就可防止产生死锁。

  1. 排他或互斥(Mutual
    exclusion):三个线程(ThreadA)独占一个能源,没有其余线程(ThreadB)能获得相同的财富。
  2. 占据并听候(Hold and
    wait):互斥的多少个线程(ThreadA)请求获取另3个线程(ThreadB)占有的财富.
  3. 不行当先(No
    preemption):一个线程(ThreadA)占有能源不可能被挟持拿走(只好等待ThreadA主动释放它的能源)。
  4. 循环等待条件(Circular wait
    condition):多个或四个线程构成3个循环等待链,它们锁定几个或多少个一样的财富,每一个线程都在等待链中的下二个线程占有的财富。

.net类库有限辅助了具有静态方法都是线程安全的,也正是说五个线程同时调用2个静态方法,不会发生多少被毁损的事态。

.net类库保险了装有静态方法都以线程安全的,也等于说八个线程同时调用3个静态方法,不会发生多少被破坏的场所。

    还有3个TryEnter方法,请求不到财富时不会堵塞等待,能够安装超时时间,获取不到直接回到false。

1.2 执行基本原子操作

CLLAND有限帮忙了对那么些数据类型的读写是原子性的:Boolean、Char、(S)Byte、(U)Int16、(U)Int32、(U)IntPtr和Single。不过就算读写Int64唯恐会发生读取撕裂(torn
read)的题材,因为在3三个人操作系统中,它须求履行三回Mov操作,无法在二个时刻内进行到位。

那么在本节中,就会重点的牵线System.Threading.Interlocked类提供的法门,Interlocked类中的各类方法皆以实践1遍的读取以及写入操作。越来越多与Interlocked类相关的素材请参见链接,戳一戳.aspx)本文不在赘述。

示范代码如下所示,分别使用了二种方式开始展览计数:错误计数形式、lock锁格局和Interlocked原子情势。

private static void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine("错误的计数");

    var c = new Counter();
    Execute(c);

    Console.WriteLine("--------------------------");


    Console.WriteLine("正确的计数 - 有锁");

    var c2 = new CounterWithLock();
    Execute(c2);

    Console.WriteLine("--------------------------");


    Console.WriteLine("正确的计数 - 无锁");

    var c3 = new CounterNoLock();
    Execute(c3);

    Console.ReadLine();
}

static void Execute(CounterBase c)
{
    // 统计耗时
    var sw = new Stopwatch();
    sw.Start();

    var t1 = new Thread(() => TestCounter(c));
    var t2 = new Thread(() => TestCounter(c));
    var t3 = new Thread(() => TestCounter(c));
    t1.Start();
    t2.Start();
    t3.Start();
    t1.Join();
    t2.Join();
    t3.Join();

    sw.Stop();
    Console.WriteLine($"Total count: {c.Count} Time:{sw.ElapsedMilliseconds} ms");
}

static void TestCounter(CounterBase c)
{
    for (int i = 0; i < 100000; i++)
    {
        c.Increment();
        c.Decrement();
    }
}

class Counter : CounterBase
{
    public override void Increment()
    {
        _count++;
    }

    public override void Decrement()
    {
        _count--;
    }
}

class CounterNoLock : CounterBase
{
    public override void Increment()
    {
        // 使用Interlocked执行原子操作
        Interlocked.Increment(ref _count);
    }

    public override void Decrement()
    {
        Interlocked.Decrement(ref _count);
    }
}

class CounterWithLock : CounterBase
{
    private readonly object _syncRoot = new Object();

    public override void Increment()
    {
        // 使用Lock关键字 锁定私有变量
        lock (_syncRoot)
        {
            // 同步块
            Count++;
        }
    }

    public override void Decrement()
    {
        lock (_syncRoot)
        {
            Count--;
        }
    }
}


abstract class CounterBase
{
    protected int _count;

    public int Count
    {
        get
        {
            return _count;
        }
        set
        {
            _count = value;
        }
    }

    public abstract void Increment();

    public abstract void Decrement();
}

运营结果如下所示,与预期结果基本吻合。

金沙注册送58 1

并不可能担保全体实例方法线程安全。因为相似情状下实例创制后只有创立的线程能访问到,除非后来将实例的引用传给了2个静态变量,只怕将引用传给了线程池的行列或然职分,那么此时可能就要考虑用线程同步了。

并无法保障全数实例方法线程安全。因为相似景况下实例创设后唯有创立的线程能访问到,除非后来将实例的引用传给了八个静态变量,可能将引用传给了线程池的队列只怕职务,那么此时大概就要考虑用线程同步了。

  4)ReaderWriterLock

1.3 使用Mutex类

System.Threading.Mutex在概念上和System.Threading.Monitor差不多相同,可是Mutex一路对文件大概别的跨进程的财富进行走访,也等于说Mutex是可跨进度的。因为其性状,它的二个用途是限量应用程序无法而且运营多少个实例。

Mutex对象协助递归,也便是说同1个线程可反复取得同二个锁,那在后头演示代码中可观看到。由于Mutex的基类System.Theading.WaitHandle实现了IDisposable接口,所以当不需求在动用它时要留意进行能源的刑满释放解除劳教。愈来愈多材料:戳一戳

示范代码如下所示,简单的言传身教了什么创设单实例的应用程序和Mutex递归获取锁的兑现。

const string MutexName = "CSharpThreadingCookbook";

static void Main(string[] args)
{
    // 使用using 及时释放资源
    using (var m = new Mutex(false, MutexName))
    {
        if (!m.WaitOne(TimeSpan.FromSeconds(5), false))
        {
            Console.WriteLine("已经有实例正在运行!");
        }
        else
        {

            Console.WriteLine("运行中...");

            // 演示递归获取锁
            Recursion();

            Console.ReadLine();
            m.ReleaseMutex();
        }
    }

    Console.ReadLine();
}

static void Recursion()
{
    using (var m = new Mutex(false, MutexName))
    {
        if (!m.WaitOne(TimeSpan.FromSeconds(2), false))
        {
            // 因为Mutex支持递归获取锁 所以永远不会执行到这里
            Console.WriteLine("递归获取锁失败!");
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("递归获取锁成功!");
        }
    }
}

运作结果如下图所示,打开了八个应用程序,因为使用Mutex落实了单实例,所以第②个应用程序不或者赢得锁,就会议及展览示已有实例正在运转

金沙注册送58 2

Console类包罗1个静态字段,类的诸多方法都要取得和释放那么些目的上的锁,确定保障只有1个线程访问控制台。

Console类包括2个静态字段,类的不在少数方法都要博取和释放那一个目的上的锁,确认保证唯有3个线程访问控制台。

    当对能源操作读多写少的时候,为了增强财富的利用率,让读操作锁为共享锁,七个线程能够并发读取财富,而写操作为独占锁,只同意三个线程操作。

1.4 使用SemaphoreSlim类

SemaphoreSlim类与事先涉嫌的一路类有锁差异,从前提到的同步类都以排斥的,也正是说只允许1个线程举办访问能源,而SemaphoreSlim是足以允许多个访问。

在从前的有些有提到,以*Slim最后的线程同步类,都以做事在混合方式下的,也正是说初始它们都以在用户情势下”自旋”,等发生第一回竞争时,才切换成基本形式。不过SemaphoreSlim不同于Semaphore类,它不援助系统信号量,所以它不能够用于进度之间的一块

该类应用比较简单,演示代码演示了伍个线程竞争访问只允许四个线程同时做客的数据库,如下所示。

static void Main(string[] args)
{
    // 创建6个线程 竞争访问AccessDatabase
    for (int i = 1; i <= 6; i++)
    {
        string threadName = "线程 " + i;
        // 越后面的线程,访问时间越久 方便查看效果
        int secondsToWait = 2 + 2 * i;
        var t = new Thread(() => AccessDatabase(threadName, secondsToWait));
        t.Start();
    }

    Console.ReadLine();
}

// 同时允许4个线程访问
static SemaphoreSlim _semaphore = new SemaphoreSlim(4);

static void AccessDatabase(string name, int seconds)
{
    Console.WriteLine($"{name} 等待访问数据库.... {DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss.ffff")}");

    // 等待获取锁 进入临界区
    _semaphore.Wait();

    Console.WriteLine($"{name} 已获取对数据库的访问权限 {DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss.ffff")}");
    // Do something
    Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));

    Console.WriteLine($"{name} 访问完成... {DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss.ffff")}");
    // 释放锁
    _semaphore.Release();
}

运作结果如下所示,可见前6个线程立刻就拿走到了锁,进入了临界区,而别的四个线程在等候;等有锁被放飞时,才能跻身临界区。金沙注册送58 3

基元用户方式和水源情势组织(这一某个看不知晓能够先看看前边的用户格局和基本情势的上课,就会知晓了)

基元用户方式和基本方式组织(这一有的看不领悟能够先看看后边的用户格局和水源方式的讲解,就会分晓了)

  5)事件(伊芙nt)类完结同步

1.5 使用AutoResetEvent类

AutoResetEvent叫自动重置事件,即使名称中有事件一词,可是重置事件和C#中的委托没有其它涉及,那里的风浪只是由基本维护的Boolean变量,当事件为false,那么在事件上伺机的线程就卡住;事件变成true,那么阻塞解除。

在.Net中有三种此类事件,即AutoResetEvent(自动重置事件)ManualResetEvent(手动重置事件)。那两边均是使用基础形式,它的区分在于当重置事件为true时,电动重置事件它只唤醒贰个封堵的线程,会自动将事件重置回false,造成任何线程继续阻塞。而手动重置事件不会自行重置,必须透过代码手动重置回false

因为以上的原因,所以在很多小说和书籍中不推荐应用AutoResetEvent(自动重置事件),因为它很不难在编辑生产者线程时发生失误,造成它的迭代次数多余消费者线程。

以身作则代码如下所示,该代码演示了经过AutoResetEvent【金沙注册送58】基元线程同步构造,线程同步。福寿无疆四个线程的相互同步。

static void Main(string[] args)
{
    var t = new Thread(() => Process(10));
    t.Start();

    Console.WriteLine("等待另一个线程完成工作!");
    // 等待工作线程通知 主线程阻塞
    _workerEvent.WaitOne();
    Console.WriteLine("第一个操作已经完成!");
    Console.WriteLine("在主线程上执行操作");
    Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(5));

    // 发送通知 工作线程继续运行
    _mainEvent.Set();
    Console.WriteLine("现在在第二个线程上运行第二个操作");

    // 等待工作线程通知 主线程阻塞
    _workerEvent.WaitOne();
    Console.WriteLine("第二次操作完成!");

    Console.ReadLine();
}

// 工作线程Event
private static AutoResetEvent _workerEvent = new AutoResetEvent(false);
// 主线程Event
private static AutoResetEvent _mainEvent = new AutoResetEvent(false);

static void Process(int seconds)
{
    Console.WriteLine("开始长时间的工作...");
    Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
    Console.WriteLine("工作完成!");

    // 发送通知 主线程继续运行
    _workerEvent.Set();
    Console.WriteLine("等待主线程完成其它工作");

    // 等待主线程通知 工作线程阻塞
    _mainEvent.WaitOne();
    Console.WriteLine("启动第二次操作...");
    Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
    Console.WriteLine("工作完成!");

    // 发送通知 主线程继续运行
    _workerEvent.Set();
}

运作结果如下图所示,与预期结果符合。

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基元是指能够在代码中采用的最简单易行的结构。

基元是指能够在代码中利用的最简便易行的布局。

    事件类有二种意况,终止景况和非终止状态,终止情状时调用WaitOne能够请求成功,通过Set将时间状态设置为甘休情况。

1.6 使用ManualResetEventSlim类

ManualResetEventSlim使用和ManualResetEvent类基本一致,只是ManualResetEventSlim工作在混合格局下,而它与AutoResetEventSlim分化的地点就是须要手动重置事件,也正是调用Reset()才能将事件重置为false

以身作则代码如下,形象的将ManualResetEventSlim比方成大门,当事件为true时大门打开,线程解除阻塞;而事件为false时大门关闭,线程阻塞。

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();

            // 休眠6秒钟  只有Thread 1小于 6秒钟,所以事件重置时 Thread 1 肯定能进入大门  而 Thread 2 可能可以进入大门
            Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(6));
            Console.WriteLine($"大门现在打开了!  时间:{DateTime.Now.ToString("mm:ss.ffff")}");
            _mainEvent.Set();

            // 休眠2秒钟 此时 Thread 2 肯定可以进入大门
            Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
            _mainEvent.Reset();
            Console.WriteLine($"大门现在关闭了! 时间:{DateTime.Now.ToString("mm: ss.ffff")}");

            // 休眠10秒钟 Thread 3 可以进入大门
            Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(10));
            Console.WriteLine($"大门现在第二次打开! 时间:{DateTime.Now.ToString("mm: ss.ffff")}");
            _mainEvent.Set();
            Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));

            Console.WriteLine($"大门现在关闭了! 时间:{DateTime.Now.ToString("mm: ss.ffff")}");
            _mainEvent.Reset();

            Console.ReadLine();
        }

        static void TravelThroughGates(string threadName, int seconds)
        {
            Console.WriteLine($"{threadName} 进入睡眠 时间:{DateTime.Now.ToString("mm:ss.ffff")}");
            Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));

            Console.WriteLine($"{threadName} 等待大门打开! 时间:{DateTime.Now.ToString("mm:ss.ffff")}");
            _mainEvent.Wait();

            Console.WriteLine($"{threadName} 进入大门! 时间:{DateTime.Now.ToString("mm:ss.ffff")}");
        }

        static ManualResetEventSlim _mainEvent = new ManualResetEventSlim(false);

运维结果如下,与预期结果符合。

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有二种基元构造:用户形式和水源方式。应尽量使用基元用户情势结构,它们的快慢显然高于内核形式的协会。

有三种基元构造:用户情势和基本方式。应尽量选取基元用户情势结构,它们的快慢分明高于内核格局的布局。

    1)AutoReset伊芙nt(自动重置事件)

1.7 使用CountDownEvent类

CountDownEvent类内部结构选取了二个ManualResetEventSlim对象。这几个布局阻塞3个线程,直到它里面计数器(CurrentCount)变为0时,才撤销阻塞。相当于说它并不是阻挠对曾经干涸的能源池的拜会,而是只有当计数为0时才允许访问。

那边供给注意的是,当CurrentCount变为0时,那么它就不能够被更改了。为0以后,Wait()艺术的梗塞被解除。

示范代码如下所示,唯有当Signal()主意被调用1回未来,Wait()艺术的围堵才被扫除。

static void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine($"开始两个操作  {DateTime.Now.ToString("mm:ss.ffff")}");
    var t1 = new Thread(() => PerformOperation("操作 1 完成!", 4));
    var t2 = new Thread(() => PerformOperation("操作 2 完成!", 8));
    t1.Start();
    t2.Start();

    // 等待操作完成
    _countdown.Wait();
    Console.WriteLine($"所有操作都完成  {DateTime.Now.ToString("mm: ss.ffff")}");
    _countdown.Dispose();

    Console.ReadLine();
}

// 构造函数的参数为2 表示只有调用了两次 Signal方法 CurrentCount 为 0时  Wait的阻塞才解除
static CountdownEvent _countdown = new CountdownEvent(2);

static void PerformOperation(string message, int seconds)
{
    Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
    Console.WriteLine($"{message}  {DateTime.Now.ToString("mm:ss.ffff")}");

    // CurrentCount 递减 1
    _countdown.Signal();
}

运维结果如下图所示,可知惟有当操作1和操作2都形成今后,才实施输出全数操作都做到。

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那是因为它们接纳异乎平时的CPU指令来协调线程,意味着和谐是在硬件上发出的,也象征操作系统永远检查和测试不到二个线程在基元用户格局的构造上过不去了。

那是因为它们选拔特殊的CPU指令来协调线程,意味着和谐是在硬件上发生的,也意味操作系统永远检查和测试不到三个线程在基元用户情势的构造上围堵了。

    2)马努alReset伊芙nt(手动重置事件)

1.8 使用Barrier类

Barrier类用于化解一个至极超群轶类的题目,常常一般用不上。Barrier类控制一多元线程举办阶段性的并行工作。

要是未来相互工作分为三个级次,每一个线程在成功它和谐那部分阶段1的办事后,必须停下来等待其余线程完毕阶段1的劳作;等具备线程均形成阶段1干活后,每一种线程又开始运转,完结阶段2干活,等待其余线程全部完毕阶段2工作后,整个工艺流程才结束。

以身作则代码如下所示,该代码演示了八个线程分等级的到位工作。

static void Main(string[] args)
{
    var t1 = new Thread(() => PlayMusic("钢琴家", "演奏一首令人惊叹的独奏曲", 5));
    var t2 = new Thread(() => PlayMusic("歌手", "唱着他的歌", 2));

    t1.Start();
    t2.Start();

    Console.ReadLine();
}

static Barrier _barrier = new Barrier(2,
 Console.WriteLine($"第 {b.CurrentPhaseNumber + 1} 阶段结束"));

static void PlayMusic(string name, string message, int seconds)
{
    for (int i = 1; i < 3; i++)
    {
        Console.WriteLine("----------------------------------------------");
        Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
        Console.WriteLine($"{name} 开始 {message}");
        Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
        Console.WriteLine($"{name} 结束 {message}");
        _barrier.SignalAndWait();
    }
}

运营结果如下所示,当“歌唱家”线程完成后,并不曾及时甘休,而是等待“钢琴家”线程截止,当”钢琴家”线程截至后,才起头第贰等级的做事。

金沙注册送58 7

除非操作系统内核才能终止1个线程的运营。

除非操作系统内核才能终止一个线程的周转。

  6)信号量(Semaphore)

1.9 使用ReaderWriterLockSlim类

ReaderWriterLockSlim类主假若斩草除根在好几场景下,读操作多于写操作而选取一些互斥锁当八个线程同时做客财富时,唯有贰个线程能访问,导致性能大幅下跌。

如若拥有线程都指望以只读的方式访问数据,就根本未曾须要阻塞它们;倘使2个线程希望修改数据,那么那几个线程才供给独占访问,那正是ReaderWriterLockSlim的独占鳌头应用场景。那几个类就好像下边那样来支配线程。

  • 3个线程向数据写入是,请求访问的别的具备线程都被封堵。
  • 一个线程读取数据时,请求读取的线程允许读取,而请求写入的线程被封堵。
  • 写入线程截至后,要么解除二个写入线程的堵截,使写入线程能向数据联网,要么解除所有读取线程的堵塞,使它们能并发读取多少。假如线程没有被卡住,锁就能够进去自由使用的情况,可供下四个读线程或写线程获取。
  • 从数额读取的保有线程甘休后,3个写线程被扫除阻塞,使它能向数据写入。假使线程没有被卡住,锁就足以进来自由使用的动静,可供下三个读线程或写线程获取。

ReaderWriterLockSlim还帮忙从读线程升级为写线程的操作,详情请戳一戳.aspx)。文本不作介绍。ReaderWriterLock类已经不合时宜,而且存在诸多标题,没有要求去采纳。

以身作则代码如下所示,成立了一个读线程,一个写线程,读线程和写线程竞争拿到锁。

static void Main(string[] args)
{
    // 创建3个 读线程
    new Thread(() => Read("Reader 1")) { IsBackground = true }.Start();
    new Thread(() => Read("Reader 2")) { IsBackground = true }.Start();
    new Thread(() => Read("Reader 3")) { IsBackground = true }.Start();

    // 创建两个写线程
    new Thread(() => Write("Writer 1")) { IsBackground = true }.Start();
    new Thread(() => Write("Writer 2")) { IsBackground = true }.Start();

    // 使程序运行30S
    Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(30));

    Console.ReadLine();
}

static ReaderWriterLockSlim _rw = new ReaderWriterLockSlim();
static Dictionary<int, int> _items = new Dictionary<int, int>();

static void Read(string threadName)
{
    while (true)
    {
        try
        {
            // 获取读锁定
            _rw.EnterReadLock();
            Console.WriteLine($"{threadName} 从字典中读取内容  {DateTime.Now.ToString("mm:ss.ffff")}");
            foreach (var key in _items.Keys)
            {
                Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.1));
            }
        }
        finally
        {
            // 释放读锁定
            _rw.ExitReadLock();
        }
    }
}

static void Write(string threadName)
{
    while (true)
    {
        try
        {
            int newKey = new Random().Next(250);
            // 尝试进入可升级锁模式状态
            _rw.EnterUpgradeableReadLock();
            if (!_items.ContainsKey(newKey))
            {
                try
                {
                    // 获取写锁定
                    _rw.EnterWriteLock();
                    _items[newKey] = 1;
                    Console.WriteLine($"{threadName} 将新的键 {newKey} 添加进入字典中  {DateTime.Now.ToString("mm:ss.ffff")}");
                }
                finally
                {
                    // 释放写锁定
                    _rw.ExitWriteLock();
                }
            }
            Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.1));
        }
        finally
        {
            // 减少可升级模式递归计数,并在计数为0时  推出可升级模式
            _rw.ExitUpgradeableReadLock();
        }
    }
}

运作结果如下所示,与预期结果符合。

金沙注册送58 8

据此在用户情势下运作的线程也许被系统抢占。

为此在用户形式下运转的线程可能被系统抢占。

      信号量是由基本对象有限支撑的int变量,为0时,线程阻塞,大于0时解除阻塞,当3个信号量上的等候线程解除阻塞后,信号量计数+1。

1.10 使用SpinWait类

SpinWait是多个常用的混杂形式的类,它被设计成选择用户方式等待一段时间,人后切换至基本方式以节省CPU时间。

它的施用11分不难,演示代码如下所示。

static void Main(string[] args)
{
    var t1 = new Thread(UserModeWait);
    var t2 = new Thread(HybridSpinWait);

    Console.WriteLine("运行在用户模式下");
    t1.Start();
    Thread.Sleep(20);
    _isCompleted = true;
    Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));
    _isCompleted = false;

    Console.WriteLine("运行在混合模式下");
    t2.Start();
    Thread.Sleep(5);
    _isCompleted = true;

    Console.ReadLine();
}

static volatile bool _isCompleted = false;

static void UserModeWait()
{
    while (!_isCompleted)
    {
        Console.Write(".");
    }
    Console.WriteLine();
    Console.WriteLine("等待结束");
}

static void HybridSpinWait()
{
    var w = new SpinWait();
    while (!_isCompleted)
    {
        w.SpinOnce();
        Console.WriteLine(w.NextSpinWillYield);
    }
    Console.WriteLine("等待结束");
}

运作结果如下两图所示,首先程序运维在模拟的用户形式下,使CPU有3个急促的峰值。然后利用SpinWait办事在混合形式下,首先标志变量为False地处用户情势自旋中,等待现在进入基础情势。

金沙注册送58 9

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从而也得以用基本方式结构,因为线程通过基础格局的构造获取其余线程拥有的能源时,Windows会阻塞线程防止止它浪费CPU时间。当能源变得可用时,Windows会恢复线程,允许它访问财富。

因而也能够用基本情势结构,因为线程通过基础方式的构造获取其它线程拥有的财富时,Windows会阻塞线程以免止它浪费CPU时间。当财富变得可用时,Windows会恢复生机线程,允许它访问能源。

      线程通过WaitOne将信号量减1,通过Release将信号量加1,使用非常的粗略。

参考书籍

正文首要参照了以下几本书,在此对这个小编表示由衷的感恩怀德您们提供了如此好的资料。

  1. 《CLR via C#》
  2. 《C# in Depth Third Edition》
  3. 《Essential C# 6.0》
  4. 《Multithreading with C# Cookbook Second Edition》

源码下载点击链接
示范源码下载

唯独线程从用户方式切换来根本形式(或相反)会导致巨大的性质损失。

但是线程从用户格局切换来基本形式(或相反)会导致巨大的性能损失。

  7)互斥体(Mutex)

作者水平有限,假使不当欢迎各位批评指正!

对于在1个结构上等候的线程,假设占有构造的那么些线程不自由它,前者就恐怕间接不通。构造是用户形式的布局情形下,线程会一贯在2个CPU上运转,称为“活锁”。假诺是基本情势的构造,线程会一贯不通,称为“死锁”。

对此在一个布局上等待的线程,假设占有构造的这么些线程不自由它,前者就大概平素不通。构造是用户形式的组织景况下,线程会一向在二个CPU上运维,称为“活锁”。若是是基本格局的布局,线程会一向不通,称为“死锁”。

      独占能源,用法与Semaphore相似。

死锁优于活锁,因为活锁既浪费CPU时间,又浪费内部存款和储蓄器,而死锁只浪费内部存款和储蓄器。

死锁优于活锁,因为活锁既浪费CPU时间,又浪费内部存款和储蓄器,而死锁只浪费内部存款和储蓄器。

   8)跨进度间的联手

而掺杂构造具有两者之长,在没有竞争的动静下,这几个体协会会非常快且不会卡住(就像是用户形式的布局),在存在对结构的竞争的景色下,它会被操作系统内核阻塞。(下一章讲)

而掺杂构造具有两者之长,在并未竞争的情状下,这么些协会相当慢且不会堵塞(就好像用户方式的结构),在存在对协会的竞争的情状下,它会被操作系统内核阻塞。(下一章讲)

      通过设置同步对象的名号就能够落成系统级的一只,不相同应用程序通过共同对象的称号识别分化同步对象。

用户形式结构

用户方式结构

CL大切诺基保障对以下数据类型的变量的读写是原子性的:Boolean,Char,S(Byte),U(Int16),U(Int32),U(IntPtr),Single以及引用类型。

CL冠道保险对以下数据类型的变量的读写是原子性的:Boolean,Char,S(Byte),U(Int16),U(Int32),U(IntPtr),Single以及引用类型。

那意味着变量中的全部字节都是三遍性读取或写入。(举个反例,对于多少个Int64静态变量起首化为0,二个线程写它的时候只写了大体上,另一个线程读取的时候读取到的是中间状态。然则话说回来,貌似陆九人机器二遍性读取六二十位,是否在那个时候Int64也会编制程序原子性呢,未表明,但是不影响大家驾驭。)

这象征变量中的全体字节都以一遍性读取或写入。(举个反例,对于三个Int64静态变量开头化为0,二个线程写它的时候只写了大体上,另二个线程读取的时候读取到的是中间状态。然则话说回来,貌似6多少人机器三回性读取六11人,是或不是在这么些时候Int64也会编制程序原子性呢,未注明,可是不影响大家领略。)

本章讲解的基元用户形式组织就在于规划好那么些原子性数据的读取/写入时间。

本章讲解的基元用户情势协会就在于规划好这个原子性数据的读取/写入时间。

实质上这几个协会也能够强制为Int32和Double这几个项目数据举办原子性的宏图好时刻的造访。

实则那个构造也足以强制为Int32和Double那几个品种数据开始展览原子性的统筹好时刻的拜会。

有三种基元用户形式线程同步构造

有三种基元用户情势线程同步构造

  • 易变构造
  • 互锁构造
  • 易变构造
  • 互锁构造

拥有易变和互锁构造都务求传递对含有简单数据类型的一个变量的引用(内部存款和储蓄器地址)。

富有易变和互锁构造都务求传递对含蓄不难数据类型的1个变量的引用(内部存款和储蓄器地址)。

易变构造

易变构造

在讲易变构造从前,得先讲3个难题,就是代码优化的难点。

在讲易变构造此前,得先讲三个难题,就是代码优化的难点。

后面我们讲过C#编写翻译器,JIT编写翻译器,CPU都可能会优化代码,典型的事例正是Timer的施用,贰个Timer对象在三番伍次没有行使的地方下,只怕间接被优化掉了,根本不会定时执行回调函数。

以前大家讲过C#编写翻译器,JIT编写翻译器,CPU都大概会优化代码,典型的例子正是Timer的行使,二个Timer对象在持续没有选拔的情形下,或许直接被优化掉了,根本不会定时执行回调函数。

而那几个优化职能是很难在调节的时候看出来,因为调节和测试的时候并从未对代码进行优化。

而那几个优化成效是很难在调节和测试的时候看出来,因为调节和测试的时候并不曾对代码实行优化。

而八线程也会造成那样的标题,比如二个线程回调函数用到有个别静态变量后,且并不改动这几个变量,那么恐怕就会开始展览优化,认为那几个变量的值不变,让其向来优化成固定的值。而你当然的目标实在另一个线程中改变这么些静态变量的值,以后你的改观也起持续效果看了。

而四线程也会招致那样的难点,比如3个线程回调函数用到某些静态变量后,且并不更改这么些变量,那么大概就会举行优化,认为这一个变量的值不变,让其一向优化成固定的值。而你当然的指标实在另三个线程中改变这些静态变量的值,今后您的变动也起不断效果看了。

还要以下那样的代码而言也许因为代码的实施各样分歧而产出不止预想的结果。

再正是以下那样的代码而言恐怕因为代码的执行顺序差异而产出不止预期的结果。

        static int you = 0;
        static int me = 0;
        private static void Thread1() {
            me = 2;
            you = 2;
        }
        private static void Thread2()
        {
            if (you == 2) {
                Console.WriteLine(me);

        }    
        static int you = 0;
        static int me = 0;
        private static void Thread1() {
            me = 2;
            you = 2;
        }
        private static void Thread2()
        {
            if (you == 2) {
                Console.WriteLine(me);

        }    

像上边的代码,Thread1和Thread2方法分别在多个线程中循环运维。

像上边的代码,Thread1和Thread2方法分别在多少个线程中循环运维。

安分守纪大家预测的结果是,当Thread1运维完了,那么Thread2就会检查和测试到您2了,然后就打字与印刷自己是2.

依据大家预计的结果是,当Thread1运转完了,那么Thread2就会检查和测试到你2了,然后就打字与印刷本人是2.

唯独因为编写翻译器优化的由来,you=2和me=2的各类完全是足以反过来的,那么超过写了you=2后,me=2这句代码还没执行,此时Thread2已经起来检查和测试到you==2了,那么此时打字与印刷的话,会来得小编不是2,是0.

只是因为编写翻译器优化的因由,you=2和me=2的依次完全是能够扭转的,那么超过写了you=2后,me=2那句代码还没实施,此时Thread2已经初叶检查和测试到you==2了,那么此时打印的话,会议及展览示小编不是2,是0.

抑或Thread第11中学的顺序没有变,而Thread第22中学的顺序变了,即you读取到数据和me读取到数据的代码也是足以被优化的,编写翻译器在Thread1未运维时,先读了me的值为0,而那时候Thread1运维了,纵然给了me为2,可是线程2的寄存器中曾经存为0了,所以未读取,那么此时结果依旧如故是您是2,而自个儿不是2;

照旧Thread第11中学的顺序没有变,而Thread2中的顺序变了,即you读取到数据和me读取到数据的代码也是能够被优化的,编写翻译器在Thread1未运维时,先读了me的值为0,而那时候Thread1运维了,即便给了me为2,不过线程2的寄存器中一度存为0了,所以未读取,那么此时结果依然是你是2,而本身不是2;

要化解那些标题就引入了我们的易变构造,那供给了然到二个静态类System.Threading.Volatile,它提供了七个静态方法Write和Read。

要缓解那些难题就引入了笔者们的易变构造,那亟需明白到八个静态类System.Threading.Volatile,它提供了四个静态方法Write和Read。

那八个措施相比较新鲜,它们会禁止C#编写翻译器,JIT编写翻译器和CPU平日执行的某个优化。

那四个点子相比较奇特,它们会禁止C#编写翻译器,JIT编写翻译器和CPU平时执行的一些优化。

实际的贯彻在于,Write方法会保障函数中,全部在Write方法在此之前实施的多寡读写操作都在Write方法写入此前就进行了。

实际的落到实处在于,Write方法会保证函数中,全数在Write方法在此以前实施的多少读写操作都在Write方法写入在此之前就执行了。

而Read方法会有限支撑函数中,全体在Read方法执行之后的数码读写操作,一定实在Read方法执行后才开始展览。

而Read方法会保障函数中,全部在Read方法执行之后的数量读写操作,一定实在Read方法执行后才实行。

修改代码后

修改代码后

        static int you = 0;
        static int me = 0;
        private static void Thread1() {
            me= 2;
            Volatile.Write(ref you,2);
        }
        private static void Thread2()
        {
            if (Volatile.Read(ref you) == 2) {
                Console.WriteLine(me);

        }
        static int you = 0;
        static int me = 0;
        private static void Thread1() {
            me= 2;
            Volatile.Write(ref you,2);
        }
        private static void Thread2()
        {
            if (Volatile.Read(ref you) == 2) {
                Console.WriteLine(me);

        }

那会儿因为Volatile.Write使编写翻译器会保险函数中,全体在Write方法在此之前实施的数目读写操作都在Write方法写入从前就进行了。

那会儿因为Volatile.Write使编写翻译器会确认保障函数中,全体在Write方法此前实施的数据读写操作都在Write方法写入以前就推行了。

也正是说编写翻译器不会在实施的时候将you=2放在me=2前面了。消除了事先说的首先种情状。

也正是说编译器不会在执行的时候将you=2放在me=2前面了。化解了事先说的第1种情形。

而Volatile.Read保险函数中,全部在Read方法执行之后的数量读写操作,一定实在Read方法执行后才进行。

而Volatile.Read保障函数中,全数在Read方法执行之后的多寡读写操作,一定实在Read方法执行后才开始展览。

也等于说me读取肯定在有读取数据的末尾,也就化解了前头说的第三种意况。

也等于说me读取肯定在有读取数据的末端,也就化解了前边说的第二种情景。

可是正如您所观察的,那很难通晓,关键是投机用到品种中都会以为真蛋疼,还得百度时而探望是或不是Read和Write的保管记混了。

然则正如你所见到的,那很难了然,关键是协调用到花色中都会觉得真蛋疼,还得百度时而探视是或不是Read和Write的管教记混了。

之所以为了简化编程,C#编写翻译器提供了volatile关键字,它能够使用于事先提到的那个原子性的简练类型。

故此为了简化编程,C#编写翻译器提供了volatile关键字,它能够动用于事先提到的那一个原子性的粗略类型。

volatile申明后,JIT编写翻译器会确认保障易变字段皆以以易变读取和写入的法子进行,不必显示调用Read和Write。(也便是说只要用了volatile,那么me=2的功能就是Volatile.Write(ref
me,2),同理读也是一样)

volatile证明后,JIT编写翻译器会确定保障易变字段都以以易变读取和写入的不二法门进行,不必显示调用Read和Write。(也正是说只要用了volatile,那么me=2的法力正是Volatile.Write(ref
me,2),同理读也是均等)

并且volatile会告诉C#编写翻译器和JIT编写翻译器不将字段缓存到CPU寄存器,确定保证字段的具有读写操作都在内部存款和储蓄器中开始展览。

并且volatile会告诉C#编写翻译器和JIT编写翻译器不将字段缓存到CPU寄存器,确定保障字段的持有读写操作都在内部存款和储蓄器中展开。

近日再改写在此之前的代码:

明日再改写以前的代码:

        static volatile int you = 0;
        static int me = 0;
        private static void Thread1() {
            me= 2;
            you=2;
        }
        private static void Thread2()
        {
            if (you == 2) {
                Console.WriteLine(me);

        }
        static volatile int you = 0;
        static int me = 0;
        private static void Thread1() {
            me= 2;
            you=2;
        }
        private static void Thread2()
        {
            if (you == 2) {
                Console.WriteLine(me);

        }

但是作者却代表并不喜欢volatile关键字,因为出现上述所说的气象的票房价值极低,并且volatile禁止优化后对性能会有影响。且C#不支持以传引用的法子传送volatile变量给有个别函数。

然则作者却代表并不爱好volatile关键字,因为出现上述所说的状态的票房价值非常的低,并且volatile禁止优化后对质量会有震慑。且C#不帮助以传引用的方式传递volatile变量给有些函数。

互锁构造

互锁构造

斟酌互锁构造,就要说System.Threading.Interlocked类提供的法门。

合计互锁构造,就要说System.Threading.Interlocked类提供的措施。

那么些类中的各个方法都实施2遍原子性的读恐怕写操作。

那么些类中的各个方法都履行二遍原子性的读也许写操作。

其一类中的全数办法都成立了完全的内部存款和储蓄器栅栏,也正是说调用有个别Interlocked方法从前的别的变量写入都在那些Interlocked方法调用此前实施,而这些调用之后的别的变量读取都在这几个调用之后读取。

其一类中的全数办法都建立了总体的内部存款和储蓄器栅栏,也正是说调用有个别Interlocked方法以前的任何变量写入都在那几个Interlocked方法调用从前实施,而那一个调用之后的其余变量读取都在那个调用之后读取。

它的功用就相当于在此以前的Volilate的Read和Write的成效加在一起。

它的职能就也正是在此以前的Volilate的Read和Write的职能加在一起。

笔者推荐使用Interlocked的艺术,它们不仅快,而且也能做过多作业,比简单的加(Add),自增(Increment),自减(Decrement),交换(Exchange)。

小编推荐使用Interlocked的主意,它们不仅快,而且也能做过多业务,比不难的加(Add),自增(Increment),自减(Decrement),调换(Exchange)。

Interlocked的艺术尽管好用,但重点用于操作Int类型。

Interlocked的方法即使好用,但最重要用于操作Int类型。

如果想要原子性地操作类对象中的一组字段,那么能够用以下格局完成:

假设想要原子性地操作类对象中的一组字段,那么能够用以下格局达成:

/// <summary>
    /// 简单的自旋锁
    /// </summary>
    struct SimpleSpinLock {
        private Int32 m_ResourceInUse;//0表示false,1表示true

        public void Enter() {
            while (true) {
                //将资源设为正在使用,Exchange方法的意思是,将m_ResourceInUse赋值为1,并返回原来的m_ResourceInUse的值
                if (Interlocked.Exchange(ref m_ResourceInUse, 1) == 0) return;

            }
        }

        public void Leave() {
            Volatile.Write(ref m_ResourceInUse, 0);
        }
    }
    public class SomeResource {
        private SimpleSpinLock m_sl = new SimpleSpinLock();
        public void AccessResource() {
            m_sl.Enter();
            /*每次只有一个线程能访问到这里的代码*/
            m_sl.Leave();
        }
    }
/// <summary>
    /// 简单的自旋锁
    /// </summary>
    struct SimpleSpinLock {
        private Int32 m_ResourceInUse;//0表示false,1表示true

        public void Enter() {
            while (true) {
                //将资源设为正在使用,Exchange方法的意思是,将m_ResourceInUse赋值为1,并返回原来的m_ResourceInUse的值
                if (Interlocked.Exchange(ref m_ResourceInUse, 1) == 0) return;

            }
        }

        public void Leave() {
            Volatile.Write(ref m_ResourceInUse, 0);
        }
    }
    public class SomeResource {
        private SimpleSpinLock m_sl = new SimpleSpinLock();
        public void AccessResource() {
            m_sl.Enter();
            /*每次只有一个线程能访问到这里的代码*/
            m_sl.Leave();
        }
    }

地方的代码原理正是,当三个线程调用Enter后,那么就会return,并置m_ResourceInUse为1,此时意味着资源被占用了。

地点的代码原理便是,当二个线程调用Enter后,那么就会return,并置m_ResourceInUse为1,此时意味着财富被占用了。

即使别的1个线程再调用Enter,那么获得的m_ResourceInUse为1,所以不会回来,就连发实践循环,直到第②个线程调用Leave函数,将m_ResourceInUse置为0。

比方其它贰个线程再调用Enter,那么获得的m_ResourceInUse为1,所以不会再次来到,就持续推行循环,直到第②个线程调用Leave函数,将m_ResourceInUse置为0。

规律很简短,但相信看那么些形式的人也理应很了然了,也正是说只要第②个线程不脱离,其余具有的线程都要时时刻刻开始展览巡回操作(术语为自旋)。

原理很简单,但相信看这些方式的人也应该很领悟了,约等于说只要第二个线程不脱离,其它具有的线程都要持续进行巡回操作(术语为自旋)。

为此自旋锁应该是用来维护这些会实施得不得了快的代码区域。(且毫无用在单CPU机器上,因为占有锁的线程不能够相当的慢释放锁)

故而自旋锁应该是用来掩护那多少个会执行得老大快的代码区域。(且不要用在单CPU机器上,因为占有锁的线程不可能急迅释放锁)

金沙注册送58 ,万一占有锁的线程优先级鬼世界想要获取锁的线程,那么那就导致占有锁的线程恐怕根本没机会运营,更别提释放锁了。(那正是活锁,前面也波及了)

倘若占有锁的线程优先级地狱想要获取锁的线程,那么那就招致占有锁的线程恐怕向来没机会运维,更别提释放锁了。(那便是活锁,前边也关系了)

实际上FCL就提供了3个看似的自旋锁,也正是System.Threading.SpinLock结构,并且照旧用了SpinWait结构来拉长质量。

实则FCL就提供了3个类似的自旋锁,也正是System.Threading.SpinLock结构,并且依然用了SpinWait结构来增长品质。

出于SpinLock和事先大家友好写的SimpleSpinLock都是结构体,也正是说他们都以值类型,都是轻量级且内部存储器友好的。

是因为SpinLock和后面我们同心合力写的SimpleSpinLock都以结构体,也正是说他们都以值类型,皆以轻量级且内部存款和储蓄器友好的。

但是并非传递它们的实例,因为值类型会复制,而你将错过全部的一块儿。

不过并非传递它们的实例,因为值类型会复制,而你将错过全体的同步。

其实Interlocked.CompareExchange本来就足以不仅仅用于操作整数,还足以用来操作其余原子性的基元类型,他还有贰个泛型方法。

骨子里Interlocked.CompareExchange本来就能够不仅仅用于操作整数,还足以用来操作别的原子性的基元类型,他还有多个泛型方法。

它的效应是,比较第三个参数和第一个参数,要是双方对等,那么将第3个参数的值赋给第②个参数,并回到第几个参数以前的值。

它的成效是,相比较第②个参数和第一个参数,如若两岸对等,那么将第3个参数的值赋给第3个参数,并回到第八个参数之前的值。

基础形式协会

根本情势结构

水源形式比用户方式慢,这么些是能够预感的,因为线程要从托管代码转为本机用户情势代码,再转为内核方式代码,然后原路再次回到,也就询问怎么慢了。

基础格局比用户方式慢,这几个是足以预言的,因为线程要从托管代码转为本机用户形式代码,再转为内核方式代码,然后原路重回,也就领悟怎么慢了。

但是在此之前也介绍过了,内核情势也负有用户情势所不具有的长处:

而是之前也介绍过了,内核情势也有着用户形式所不有所的优点:

  • 基础情势的协会检查和测试到三个财富上的竞争,windows会阻塞输掉的线程,使她不会像在此之前介绍的用户情势那样“自旋”(也正是那么些不断循环的鬼),那样也就不会直接占着五个CPU了,浪费财富。
  • 基本格局的组织可完结本机和托管线程相互之间的一起
  • 根本格局的构造可共同在同样台机械的两样进度中运维的线程。
  • 根本情势的构造可接纳安全性设置,制止未经授权的帐户访问它们。
  • 线程可一向不通,直到集合中具有内核方式组织可用,或直到集合中的任何内核形式结构可用
  • 在基础格局的组织上过不去的线程可钦定超时值;内定时间内访问不到梦想的能源,线程就能够撤废阻塞并施行职分。
  • 基本情势的构造检查和测试到三个财富上的竞争,windows会阻塞输掉的线程,使她不会像从前介绍的用户格局那样“自旋”(相当于不行不断循环的鬼),那样也就不会一直占着3个CPU了,浪费能源。
  • 根本情势的结构可达成本机和托管线程互相之间的同步
  • 水源格局的布局可一起在同一台机器的两样进度中运作的线程。
  • 水源方式的布局可使用安全性设置,幸免未经授权的帐户访问它们。
  • 线程可直接不通,直到集合中具备内核方式结构可用,或直到集合中的任何内核方式协会可用
  • 在基础格局的构造上围堵的线程可钦赐超时值;钦命时间内访问不到希望的财富,线程就足以祛除阻塞并实施职责。

事件和信号量是两种基元内核方式线程同步构造,至于互斥体什么的则是在那多头基础上建立而来的。

事件和信号量是三种基元内核格局线程同步构造,至于互斥体什么的则是在那两边基础上创立而来的。

System.Threading命名空间提供了三个华而不实基类WaitHandle。那些大概的类唯一的作用正是包裹三个Windows内核对象句柄。(它有一部分派生类伊夫ntWaitHandle,AutoReset伊夫nt,马努alReset伊芙nt,Semaphore,Mutex)

System.Threading命名空间提供了2个华而不实基类WaitHandle。那个大致的类唯一的作用正是包装多个Windows内核对象句柄。(它有一些派生类伊芙ntWaitHandle,AutoReset伊芙nt,马努alReset伊芙nt,Semaphore,Mutex)

WaitHandle基类内部有三个SafeWaitHandle字段,它包容三个Win32基石对象句柄。

WaitHandle基类内部有1个SafeWaitHandle字段,它包容多少个Win32根本对象句柄。

这一个字段在构造一个具体的WaitHandle派生类时起初化。

本条字段在布局一个实际的WaitHandle派生类时初步化。

在2个水源格局的构造上调用的每一种方法都表示二个完好无缺的内存栅栏。(此前也说过了,表示调用那一个格局从前的其余变量的写入都必须在此方法前形成,调用那几个法子之后的别样变量的读取都必须在此措施后成功)。

在3个基石情势的布局上调用的各种方法都意味一个完好无缺的内部存款和储蓄器栅栏。(以前也说过了,表示调用那一个法子以前的其余变量的写入都必须在此措施前成功,调用那些点子之后的别的变量的读取都必须在此方法后形成)。

那个类中的方法就不具体介绍了,基本上那个艺术的要紧意义吗个正是调用线程等待一个或三个底层基础对象吸收信号。

以此类中的方法就不具体介绍了,基本上那几个措施的重庆大学作用吗个便是调用线程等待2个或四个底层基础对象吸收信号。

只是要注目的在于等候多个的办法(即WaitAll和WiatAny那种)中,传递的水源数组参数,数组最大要素数不能够超过64,不然会相当。

只是要小心在等候八个的艺术(即WaitAll和WiatAny那种)中,传递的木本数组参数,数组最大要素数不可能跨越64,不然会那四个。

首要讲一下多个内核构造,也是事先WaitHandle的多少个一直接轨派生类:

重庆大学讲一下八个内核构造,也是事先WaitHandle的多个一直接轨派生类:

  • EventHandle(Event构造)

    • 事件实际正是由基本维护的Boolean变量。为false就卡住,为true就免去阻塞。
    • 有三种事件,即自动重置事件(AutoReset伊夫nt)和手动重置事件(马努alReset伊芙nt)。差异就在于是不是在触及贰个线程的封堵后,将事件自动重置为false。
    • 用自行重置事件写个锁示例如下:

        /// <summary>
          /// 简单的阻塞锁
          /// </summary>
          class SimpleWaitLock {
              private readonly AutoResetEvent m_ResourceInUse;
      
              public SimpleWaitLock() {
                  m_ResourceInUse = new AutoResetEvent(true);//初始化事件,表示事件构造可用
              }
      
              public void Enter() {
                  //阻塞内核,直到资源可用
                  m_ResourceInUse.WaitOne();
              }
      
              public void Leave() {
                  //解除当前线程阻塞,让另一个线程访问资源
                  m_ResourceInUse.Set();
              }
              public void Dispose() {
                  m_ResourceInUse.Dispose();
              }
          }
      

      此示例能够和眼下的那贰个自旋锁绝比较,调用方法一致。

  • Semaphore(Semaphore构造)

    • Semaphore的英文正是信号量,其实是由基本维护的Int32变量。信号量为0时,在信号量上等候的线程阻塞,信号量大于0时触及阻塞。信号量上伺机的线解除阻塞时,信号量自动减1.
    • 同一三个例证来代表,与地点代码相比较之后更清晰:(信号量最大值设置为1的话,且释放的时候也只释放三个来说,那么实际上和事件效果等同)

       /// <summary>
          /// 简单的阻塞锁
          /// </summary>
          class SimpleWaitLock {
              private readonly Semaphore m_ResourceInUse;
      
              public SimpleWaitLock(Int32 maxCount) {
                  m_ResourceInUse = new Semaphore(maxCount, maxCount);
              }
      
              public void Enter() {
                  //阻塞内核,直到资源可用
                  m_ResourceInUse.WaitOne();
              }
      
              public void Leave() {
                  //解除当前线程阻塞,让另外2个线程访问资源
                  m_ResourceInUse.Release(2);
              }
              public void Dispose() {
                  m_ResourceInUse.Close();
              }
          }
      
  • Mutex(Mutex构造)

    • Mutex的华语就是互斥体。代表了三个排斥的锁。
    • 互斥体有3个13分的逻辑,Mutex会记录下线程的ID值,假设释放的时候不是其一线程释放的,那么就不会放出掉,并且还会抛至极。
    • 互斥体实际上在爱护1个递归计数,3个线程当前抱有2个Mutex,而后该线程再一次在Mutex等待,那么此计数就会递增,而线程调用ReleaseMutex会造成递减,惟有计数递减为0,那么那些线程才会免去阻塞。另三个线程才会称呼该Mutex的主人
    • Mutex对象急需拾分的内部存款和储蓄器来包容这么些记录下来的ID值和计数新闻,并且锁也会变得更慢了。所以广大人幸免用Mutex对象。
    • 一般说来贰个主题在运用2个锁时调用了另二个主意,那些措施也要用到锁,那么就足以考虑用互斥体。因为用事件那种根本构造方法的话,在调用的另三个形式中用到锁就会造成短路,从而死锁。例子:

       public class SomeResource {
              private readonly Mutex m_lock = new Mutex();
              public void Method1() {
                  m_lock.WaitOne();
                  Method2();//递归获取锁
                  m_lock.ReleaseMutex();
              }
              public void Method2()
              {
                  m_lock.WaitOne();
                  /*做点什么*/
                  m_lock.ReleaseMutex();
              }
          }
      

      像上述的那种组织固然简单得用事件来写就会反常,不过并不是不可能用事件去递归完毕,而且假如用以下的点子递归达成效益反而会更好:

    • 用事件措施完毕递归锁:

      /// <summary>
          /// 事件构造实现的递归锁,效率比Mutex高很多
          /// </summary>
          class ComplexWaitLock:IDisposable {
              private  AutoResetEvent m_lock=new AutoResetEvent(true);
              private Int32 m_owningThreadId = 0;
              private Int32 m_lockCount = 0;
      
              public void Enter() {
                  //获取当前线程ID
                  Int32 currentThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
                  //当前线程再次进入就会递增计数
                  if (m_owningThreadId == currentThreadId) {
                      m_lockCount++;
                      return;
                  }
                  m_lock.WaitOne();
                  m_owningThreadId = currentThreadId;
                  m_lockCount = 1;
      
              }
      
              public void Leave() {
                  //获取当前线程ID
                  Int32 currentThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
                  if (m_owningThreadId != currentThreadId)
                      throw new InvalidOperationException();
      
                  if (--m_lockCount == 0) {
                      m_owningThreadId = 0;
                      m_lock.Set();
                  } 
              }
              public void Dispose() {
                  m_lock.Dispose();
              }
          }
      

      下面的代码其实很好搞懂,就是用事件把Mutex的玩法本人完毕了。然则上面的代码之所以比Mutex快,是因为那几个代码都是用托管代码在贯彻,而不是像Mutex一样用基本代码,仅仅只有调用事件组织的点丑时才会用到基本代码。

  • EventHandle(Event构造)

    • 事件实际正是由基本维护的Boolean变量。为false就卡住,为true就免去阻塞。
    • 有两种事件,即自动重置事件(AutoReset伊芙nt)和手动重置事件(ManualReset伊夫nt)。不同就在于是还是不是在触发3个线程的不通后,将事件自动重置为false。
    • 用自行重置事件写个锁示例如下:

        /// <summary>
          /// 简单的阻塞锁
          /// </summary>
          class SimpleWaitLock {
              private readonly AutoResetEvent m_ResourceInUse;
      
              public SimpleWaitLock() {
                  m_ResourceInUse = new AutoResetEvent(true);//初始化事件,表示事件构造可用
              }
      
              public void Enter() {
                  //阻塞内核,直到资源可用
                  m_ResourceInUse.WaitOne();
              }
      
              public void Leave() {
                  //解除当前线程阻塞,让另一个线程访问资源
                  m_ResourceInUse.Set();
              }
              public void Dispose() {
                  m_ResourceInUse.Dispose();
              }
          }
      

      此示例能够和近来的那个自旋锁绝比较,调用方法同样。

  • Semaphore(Semaphore构造)

    • Semaphore的英文便是信号量,其实是由基本维护的Int32变量。信号量为0时,在信号量上等候的线程阻塞,信号量大于0时接触阻塞。信号量上等待的线解除阻塞时,信号量自动减1.
    • 无差距于多个例证来表示,与地点代码相比之后更清楚:(信号量最大值设置为1的话,且释放的时候也只释放七个以来,那么实际上和事件效果同样)

       /// <summary>
          /// 简单的阻塞锁
          /// </summary>
          class SimpleWaitLock {
              private readonly Semaphore m_ResourceInUse;
      
              public SimpleWaitLock(Int32 maxCount) {
                  m_ResourceInUse = new Semaphore(maxCount, maxCount);
              }
      
              public void Enter() {
                  //阻塞内核,直到资源可用
                  m_ResourceInUse.WaitOne();
              }
      
              public void Leave() {
                  //解除当前线程阻塞,让另外2个线程访问资源
                  m_ResourceInUse.Release(2);
              }
              public void Dispose() {
                  m_ResourceInUse.Close();
              }
          }
      
  • Mutex(Mutex构造)

    • Mutex的国语就是互斥体。代表了一个排斥的锁。
    • 互斥体有一个相当的逻辑,Mutex会记录下线程的ID值,借使释放的时候不是以此线程释放的,那么就不会释放掉,并且还会抛至极。
    • 互斥体实际上在保卫安全一个递归计数,1个线程当前怀有贰个Mutex,而后该线程再一次在Mutex等待,那么此计数就会递增,而线程调用ReleaseMutex会造成递减,唯有计数递减为0,那么这么些线程才会解决阻塞。另三个线程才会称呼该Mutex的全体者
    • Mutex对象急需额外的内部存款和储蓄器来包容那些记录下来的ID值和计数音讯,并且锁也会变得更慢了。所以广大人防止用Mutex对象。
    • 见惯司空2个大目的在于应用2个锁时调用了另3个措施,这几个法子也要用到锁,那么就能够设想用互斥体。因为用事件那种基础构造方法的话,在调用的另二个方法中用到锁就会导致短路,从而死锁。例子:

       public class SomeResource {
              private readonly Mutex m_lock = new Mutex();
              public void Method1() {
                  m_lock.WaitOne();
                  Method2();//递归获取锁
                  m_lock.ReleaseMutex();
              }
              public void Method2()
              {
                  m_lock.WaitOne();
                  /*做点什么*/
                  m_lock.ReleaseMutex();
              }
          }
      

      像上述的这种布局若是简单得用事件来写就会有标题,但是并不是无法用事件去递归实现,而且一旦用以下的格局递归达成效益反而会更好:

    • 用事件措施达成递归锁:

      /// <summary>
          /// 事件构造实现的递归锁,效率比Mutex高很多
          /// </summary>
          class ComplexWaitLock:IDisposable {
              private  AutoResetEvent m_lock=new AutoResetEvent(true);
              private Int32 m_owningThreadId = 0;
              private Int32 m_lockCount = 0;
      
              public void Enter() {
                  //获取当前线程ID
                  Int32 currentThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
                  //当前线程再次进入就会递增计数
                  if (m_owningThreadId == currentThreadId) {
                      m_lockCount++;
                      return;
                  }
                  m_lock.WaitOne();
                  m_owningThreadId = currentThreadId;
                  m_lockCount = 1;
      
              }
      
              public void Leave() {
                  //获取当前线程ID
                  Int32 currentThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
                  if (m_owningThreadId != currentThreadId)
                      throw new InvalidOperationException();
      
                  if (--m_lockCount == 0) {
                      m_owningThreadId = 0;
                      m_lock.Set();
                  } 
              }
              public void Dispose() {
                  m_lock.Dispose();
              }
          }
      

      上边包车型大巴代码其实很好搞懂,便是用事件把Mutex的玩法本身完结了。不过上面包车型大巴代码之所以比Mutex快,是因为这么些代码都以用托管代码在落实,而不是像Mutex一样用基本代码,仅仅唯有调用事件组织的方法时才会用到基础代码。

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