当一个线程直到收到另一个线程的通知才执行相关的动作,这时候,就可以考虑使用"事件等待句柄(Event Wait Handles)"。使用"事件等待句柄"主要用到3个类: AutoResetEvent, ManualResetEvent以及CountdownEvent(.NET 4.0以后才有)。本篇包括:
※ 一个线程等待另一个线程的通知
※ 2个线程互相通知等待
※ 一个线程等待队列中的多个任务通知
※ 手动控制线程的数量
□ 一个线程等待另一个线程的通知
最简单的情景是:发出信号的线程只发出一次通知,等待的线程收到通知也只做一次事情。等待的线程肯定有一个等待方法,发出信号的线程必须有一个发出信号的方法,AutoResetEvent类提供了相关方法。
class Program{//true表示将初始状态设置为终止状态static EventWaitHandle _wait = new AutoResetEvent(false);static void Main(string[] args){new Thread(Waiter).Start();Thread.Sleep(1000);_wait.Set();//发出指示}static void Waiter(){Console.WriteLine("一切准备就绪,等待指示!");_wait.WaitOne();Console.WriteLine("收到指示~~");}}
○ AutoResetEvent就像地铁入口的十字转门,有票插入,就让进,而且每次只让一个人进。
○ 当调用WaitOne方法,表示该线程已被阻塞,正在等待信号,就像十字转门旁等待进入的乘客。
○ 当调用Set方法,表示发出信号给等待线程,就像十字转门收到车票,乘客可以通过。
关于AutoResetEvent:
○ 还可通过这种方式创建AutoResetEvent实例:var auto = new EventWaitHandle(false, EventResetMode.AutoReset);
○ 如果调用了Set方法,却没有其它线程调用WaitOne方法,这个handle会一直存在
○ 如果调用Set方法多次,却有多个线程调用WaitOne方法,也只能让这些线程挨个接收信号,即每次只有一个线程接收信号
○ WaitOne还有几个接收时间间隔参数的重载方法,使用WaitOne(0)可以测试一个wait handle是否已经打开
○ GC自动回收wait handles
□ 2个线程互相通知等待
还有一种情形:发出信号的线程要发出多次通知,每一次需要确认等待线程收到后再发下一个通知。大概的过程就是:线程A第一次做事并发出通知,进入等待状态;线程B收到通知,发出通知,通知线程A,线程B进入等待状态;线程A收到线程B的通知,第二次做事并发出通知,进入等待状态......2个线程互相通知,每个线程既是发出信号者,也是等待者。借助AutoResetEvent类可以解决此需求。
class Program{static EventWaitHandle _ready = new AutoResetEvent(false);static EventWaitHandle _go = new AutoResetEvent(false);static readonly object o = new object();private static string _msg;static void Main(string[] args){new Thread(DoSth).Start();//第一次等待直到另外一个线程准备好_ready.WaitOne();lock (o){_msg = "你好";}_go.Set();//第二次等待_ready.WaitOne();lock (o){_msg = "吗";}_go.Set();//第三次_ready.WaitOne();lock (o){_msg = null;}_go.Set();}static void DoSth(){while (true){_ready.Set();_go.WaitOne();lock (o){if(_msg == null) return;Console.WriteLine(_msg);}}}}
把Main方法中的线程称为主线程,把另一个线程称为工作线程,2个线程是这样工作的:
→主线程使用WaitOne方法第一次等待,说:“工作线程,我等在这里”
→工作线程使用Set方法,说:“主线程,我给你信号,你准备第一条信息吧”,并且又使用WaitOne方法让自己等待,就说:“主线程,我给你信号了,我等在这里,准备接收你的第一条信息”,再看看暂时还没有需要显示的信息,于是作罢
→主线程收到工作线程的信号,设置第一条信息,然后使用Set方法,说"工作线程,我的第一条信息给你,给你信号",并且又使用WaitOne方法让自己第二次等待,说:"工作线程,我给你信号了,我等在这里"
→工作线程又使用Set方法,说:“主线程,我给你信号,你去准备第二条信息吧”,并且又使用WaitOne方法让自己等待,就说:“主线程,我已经给你信号了,我等在这里,准备接收你的第二条信息”,再看看这时有需要显示的信息,就把信息打印了出来
→依次类推
□ 一个线程等待队列中的多个任务通知
当一个等待的线程,需要逐个执行多个任务,就可以把任务放在队列中。
通常把能实现实现上述需求的叫做"生产/消费队列"。所谓的"生产"是指能把多个任务放到队列中,所谓"消费"是指当任务逐一出列,再执行该任务。
class ProducerConsumerQueue : IDisposable{EventWaitHandle _ewh = new AutoResetEvent(false);private Thread _worker; //等待线程private readonly object _locker = new object();Queue<string> _tasks = new Queue<string>();//任务队列public ProducerConsumerQueue(){_worker = new Thread(Work);_worker.Start();}//任务进入队列public void EnqueueTask(string task){lock (_locker){_tasks.Enqueue(task);}//任务一旦进入队列就发出信号_ewh.Set();}void Work(){while (true){//从队列中获取taskstring task = null;lock (_locker){if (_tasks.Count > 0){task = _tasks.Dequeue();if(task == null) return;}}//如果task不为null,模拟执行taskif (task != null){Console.WriteLine("正在执行线程任务 " + task);Thread.Sleep(1000); //模拟线程执行的过程}else//如果taks为null{_ewh.WaitOne();//等待信号}}}public void Dispose(){EnqueueTask(null); //发出信号让消费线程退出_worker.Join();//让消费线程借宿_ewh.Close();//释放event wait handle}}
○ EnqueueTask方法,让任务进入队列,每个进入队列的任务使用Set方法发出通知,产生任务的过程就是所谓的"生产"
○ Wokr方法,在没有task的时候,使用WaitOne方法一直等待;当任务出列,就执行任务,执行任务的过程就是所谓的"消费"
○ 构造函数创建、启动等待线程,让等待线程一直工作者(通过无限循环)
客户端调用。
class Program{static void Main(string[] args){using (ProducerConsumerQueue q = new ProducerConsumerQueue()){q.EnqueueTask("hello");for (int i = 0; i < 3; i++){q.EnqueueTask("报数" + i);}q.EnqueueTask("world");}}}
□ 手动控制线程的数量
■ 使用ManualResetEvent
如果把AutoResetEvent比作地铁入口的十字转门,一次只能允许一个人进入;ManualResetEvent可看作公司门卫,上班时间到,打开门可以让多人进入。ManualResetEvent的Set方法就如同开门,任意多个线程可以进入,Reset方法如同关门,线程从此不能再进入。
创建ManualResetEvent实例有2种方式:
var manual1 = new ManualResetEvent (false);var manual2 = new EventWaitHandle (false, EventResetMode.ManualReset);
以下是EventWaitHandle的一个简单应用:
class Program{static EventWaitHandle handle = new ManualResetEvent(false);static void Main(string[] args){handle.Set();new Thread(SaySth).Start("Hello");new Thread(SaySth).Start("World");Thread.Sleep(2000);handle.Reset();new Thread(SaySth).Start("Again");}static void SaySth(object data){handle.WaitOne();Console.WriteLine("我想说的是:" + data);}}
○ Set方法,相当于开门,其后面的2个线程有效
○ Reset方法,相当于关门,其后面的1个线程无效
■ 使用CountdownEvent
CountdownEvent也可以看作公司门卫,只不过,上班时间到,规定只允许若干个人进去。
class Program{static CountdownEvent _countdown = new CountdownEvent(2);static void Main(string[] args){new Thread(SaySth).Start("1");new Thread(SaySth).Start("2");}static void SaySth(object o){Thread.Sleep(1000);Console.WriteLine(o);_countdown.Signal();}}
○ 在CountdownEvent的构造函数中设置允许的最大线程数
○ Signal方法表示计数一次
总结:
○ 使用AutoResetEvent类,可以让一个线程等待另一个线程的通知,2个线程互相通知等待,一个线程等待队列中的多个任务通知
○ 使用ManualResetEvent类,手动控制任意多的线程数量
○ CountdownEvent类,手动控制固定数量的线程数量
线程系列包括: