多线程间通信之AutoResetEvent和ManualResetEvent的原理分析和开发示例
来源:互联网 发布:众意好医师软件 编辑:程序博客网 时间:2024/05/20 05:58
概述
当一个线程开始一个活动(此活动必须完成后,其他线程才能开始)时,它调用 Reset 以将 ManualResetEvent 置于非终止状态。 此线程可被视为控制 ManualResetEvent。 调用 ManualResetEvent 上的 WaitOne 的线程将阻止,并等待信号。 当控制线程完成活动时,它调用Set 以发出等待线程可以继续进行的信号。 并释放所有等待线程。
一旦它被终止,ManualResetEvent 将保持终止状态,直到它被手动重置。 即对 WaitOne 的调用将立即返回。
可以通过将布尔值传递给构造函数来控制 ManualResetEvent 的初始状态,如果初始状态处于终止状态,为 true;否则为 false。
ManualResetEvent 也可以同 staticWaitAll 和 WaitAny 方法一起使用。
生活中的例子
AutoResetEvent :在上海坐地铁,检票口有个刷卡的通道,一次只能一个人刷卡后通过,而我过后,它又是关闭的,另一个人又得再刷卡.一次操作,只有一个事件,这时就是非终止状态,一般是用来同步访问资源.
ManualResetEvent :公司园区的大门很大,一次可以多人通过。
ManualResetEvent和AutoResetEvent 比较
ManualResetEvent和AutoResetEvent都继承自EventWaitHandler,它们的唯一区别就在于父类 EventWaitHandler的构造函数参数EventResetMode不同,这样我们只要弄清了参数EventResetMode值不同时,EventWaitHandler类控制线程同步的行为有什么不同,两个子类也就清楚了。
共同点:
A、Set方法将事件状态设置为终止状态,允许一个或多个等待线程继续;Reset方法将事件状态设置为非终止状态,导致线程阻止;WaitOne阻止当前线程,直到当前线程的WaitHandler收到事件信号。
B、可以通过构造函数的参数值来决定其初始状态,若为true则事件为终止状态从而使线程为非阻塞状态,为false则线程为阻塞状态。
C、如果某个线程调用WaitOne方法,则当事件状态为终止状态时,该线程会得到信号,继续向下执行。
不同点:
A、AutoResetEvent.WaitOne()每次只允许一个线程进入,当某个线程得到信号后,AutoResetEvent会自动又将信号置为不发送状态,则其他调用WaitOne的线程只有继续等待,也就是说AutoResetEvent一次只唤醒一个线程;
B、ManualResetEvent则可以唤醒多个线程,因为当某个线程调用了ManualResetEvent.Set()方法后,其他调用WaitOne的线程获得信号得以继续执行,而ManualResetEvent不会自动将信号置为不发送。
C、也就是说,除非手工调用了ManualResetEvent.Reset()方法,则ManualResetEvent将一直保持有信号状态,ManualResetEvent也就可以同时唤醒多个线程继续执行。
再来看下EventWaitHandle的代码
再来看下ManualResetEvent的代码
其实这两个的差别就是AutoResetEvent是base(initialState,EventResetMode.AutoReset)而ManualResetEvent是base(initialState,EventResetMode.ManualReset).
AutoResetEvent是操作单个线程的,而ManualResetEvent可以操作多个线程.
AutoResetEvent开发示例
在主线程运行后,新开一个新线程,由新线程来控制主线程的等待和执行.
类关系图
运行结果
AutoResetEvent 允许线程通过发信号互相通信。 通常,当线程需要独占访问资源时使用该类。
线程通过调用 AutoResetEvent 上的 WaitOne 来等待信号。 如果 AutoResetEvent 为非终止状态,则线程会被阻止,并等待当前控制资源的线程通过调用 Set 来通知资源可用。
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。
如果当 AutoResetEvent 为终止状态时线程调用 WaitOne,则线程不会被阻止。 AutoResetEvent 将立即释放线程并返回到非终止状态。
ManualResetEvent 允许线程通过发信号互相通信。 通常,此通信涉及一个线程在其他线程进行之前必须完成的任务。当一个线程开始一个活动(此活动必须完成后,其他线程才能开始)时,它调用 Reset 以将 ManualResetEvent 置于非终止状态。 此线程可被视为控制 ManualResetEvent。 调用 ManualResetEvent 上的 WaitOne 的线程将阻止,并等待信号。 当控制线程完成活动时,它调用Set 以发出等待线程可以继续进行的信号。 并释放所有等待线程。
一旦它被终止,ManualResetEvent 将保持终止状态,直到它被手动重置。 即对 WaitOne 的调用将立即返回。
可以通过将布尔值传递给构造函数来控制 ManualResetEvent 的初始状态,如果初始状态处于终止状态,为 true;否则为 false。
ManualResetEvent 也可以同 staticWaitAll 和 WaitAny 方法一起使用。
生活中的例子
AutoResetEvent :在上海坐地铁,检票口有个刷卡的通道,一次只能一个人刷卡后通过,而我过后,它又是关闭的,另一个人又得再刷卡.一次操作,只有一个事件,这时就是非终止状态,一般是用来同步访问资源.
ManualResetEvent :公司园区的大门很大,一次可以多人通过。
ManualResetEvent和AutoResetEvent 比较
ManualResetEvent和AutoResetEvent都继承自EventWaitHandler,它们的唯一区别就在于父类 EventWaitHandler的构造函数参数EventResetMode不同,这样我们只要弄清了参数EventResetMode值不同时,EventWaitHandler类控制线程同步的行为有什么不同,两个子类也就清楚了。
共同点:
A、Set方法将事件状态设置为终止状态,允许一个或多个等待线程继续;Reset方法将事件状态设置为非终止状态,导致线程阻止;WaitOne阻止当前线程,直到当前线程的WaitHandler收到事件信号。
B、可以通过构造函数的参数值来决定其初始状态,若为true则事件为终止状态从而使线程为非阻塞状态,为false则线程为阻塞状态。
C、如果某个线程调用WaitOne方法,则当事件状态为终止状态时,该线程会得到信号,继续向下执行。
不同点:
A、AutoResetEvent.WaitOne()每次只允许一个线程进入,当某个线程得到信号后,AutoResetEvent会自动又将信号置为不发送状态,则其他调用WaitOne的线程只有继续等待,也就是说AutoResetEvent一次只唤醒一个线程;
B、ManualResetEvent则可以唤醒多个线程,因为当某个线程调用了ManualResetEvent.Set()方法后,其他调用WaitOne的线程获得信号得以继续执行,而ManualResetEvent不会自动将信号置为不发送。
C、也就是说,除非手工调用了ManualResetEvent.Reset()方法,则ManualResetEvent将一直保持有信号状态,ManualResetEvent也就可以同时唤醒多个线程继续执行。
先看下AutoResetEvent 的代码
namespace System.Threading { using System; using System.Security.Permissions; using System.Runtime.InteropServices; [HostProtection(Synchronization=true, ExternalThreading=true)] [System.Runtime.InteropServices.ComVisible(true)] public sealed class AutoResetEvent : EventWaitHandle { public AutoResetEvent(bool initialState) : base(initialState,EventResetMode.AutoReset){ } } }
再来看下EventWaitHandle的代码
namespace System.Threading { using System; using System.Threading; using System.Runtime.CompilerServices; using System.Security.Permissions; using System.IO; using Microsoft.Win32; using Microsoft.Win32.SafeHandles; using System.Runtime.InteropServices; using System.Runtime.Versioning; #if !FEATURE_PAL using System.Security.AccessControl; #endif [HostProtection(Synchronization=true, ExternalThreading=true)] [ComVisibleAttribute(true)] public class EventWaitHandle : WaitHandle { [ResourceExposure(ResourceScope.None)] [ResourceConsumption(ResourceScope.Machine, ResourceScope.Machine)] public EventWaitHandle(bool initialState, EventResetMode mode) : this(initialState,mode,null) { } [SecurityPermissionAttribute(SecurityAction.LinkDemand,Flags=SecurityPermissionFlag.UnmanagedCode)] [ResourceExposure(ResourceScope.Machine)] [ResourceConsumption(ResourceScope.Machine)] public EventWaitHandle(bool initialState, EventResetMode mode, string name) { if(null != name && System.IO.Path.MAX_PATH < name.Length) { throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("Argument_WaitHandleNameTooLong",name)); } SafeWaitHandle _handle = null; switch(mode) { case EventResetMode.ManualReset: _handle = Win32Native.CreateEvent(null, true, initialState, name); break; case EventResetMode.AutoReset: _handle = Win32Native.CreateEvent(null, false, initialState, name); break; default: throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("Argument_InvalidFlag",name)); }; if (_handle.IsInvalid) { int errorCode = Marshal.GetLastWin32Error(); _handle.SetHandleAsInvalid(); if(null != name && 0 != name.Length && Win32Native.ERROR_INVALID_HANDLE == errorCode) throw new WaitHandleCannotBeOpenedException(Environment.GetResourceString("Threading.WaitHandleCannotBeOpenedException_InvalidHandle",name)); __Error.WinIOError(errorCode, ""); } SetHandleInternal(_handle); } [SecurityPermissionAttribute(SecurityAction.LinkDemand,Flags=SecurityPermissionFlag.UnmanagedCode)] [ResourceExposure(ResourceScope.Machine)] [ResourceConsumption(ResourceScope.Machine)] public EventWaitHandle(bool initialState, EventResetMode mode, string name, out bool createdNew) #if !FEATURE_PAL : this(initialState, mode, name, out createdNew, null) { } [SecurityPermissionAttribute(SecurityAction.LinkDemand,Flags=SecurityPermissionFlag.UnmanagedCode)] [ResourceExposure(ResourceScope.Machine)] [ResourceConsumption(ResourceScope.Machine)] public unsafe EventWaitHandle(bool initialState, EventResetMode mode, string name, out bool createdNew, EventWaitHandleSecurity eventSecurity) #endif { if(null != name && System.IO.Path.MAX_PATH < name.Length) { throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("Argument_WaitHandleNameTooLong",name)); } Win32Native.SECURITY_ATTRIBUTES secAttrs = null; #if !FEATURE_PAL // For ACL's, get the security descriptor from the EventWaitHandleSecurity. if (eventSecurity != null) { secAttrs = new Win32Native.SECURITY_ATTRIBUTES(); secAttrs.nLength = (int)Marshal.SizeOf(secAttrs); byte[] sd = eventSecurity.GetSecurityDescriptorBinaryForm(); byte* pSecDescriptor = stackalloc byte[sd.Length]; Buffer.memcpy(sd, 0, pSecDescriptor, 0, sd.Length); secAttrs.pSecurityDescriptor = pSecDescriptor; } #endif SafeWaitHandle _handle = null; Boolean isManualReset; switch(mode) { case EventResetMode.ManualReset: isManualReset = true; break; case EventResetMode.AutoReset: isManualReset = false; break; default: throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("Argument_InvalidFlag",name)); }; _handle = Win32Native.CreateEvent(secAttrs, isManualReset, initialState, name); int errorCode = Marshal.GetLastWin32Error(); if (_handle.IsInvalid) { _handle.SetHandleAsInvalid(); if(null != name && 0 != name.Length && Win32Native.ERROR_INVALID_HANDLE == errorCode) throw new WaitHandleCannotBeOpenedException(Environment.GetResourceString("Threading.WaitHandleCannotBeOpenedException_InvalidHandle",name)); __Error.WinIOError(errorCode, name); } createdNew = errorCode != Win32Native.ERROR_ALREADY_EXISTS; SetHandleInternal(_handle); } private EventWaitHandle(SafeWaitHandle handle) { SetHandleInternal(handle); } [SecurityPermissionAttribute(SecurityAction.LinkDemand,Flags=SecurityPermissionFlag.UnmanagedCode)] [ResourceExposure(ResourceScope.Machine)] [ResourceConsumption(ResourceScope.Machine)] public static EventWaitHandle OpenExisting(string name) { #if !FEATURE_PAL return OpenExisting(name, EventWaitHandleRights.Modify | EventWaitHandleRights.Synchronize); } [SecurityPermissionAttribute(SecurityAction.LinkDemand,Flags=SecurityPermissionFlag.UnmanagedCode)] [ResourceExposure(ResourceScope.Machine)] [ResourceConsumption(ResourceScope.Machine)] public static EventWaitHandle OpenExisting(string name, EventWaitHandleRights rights) { #endif // !FEATURE_PAL if (name == null) { throw new ArgumentNullException("name", Environment.GetResourceString("ArgumentNull_WithParamName")); } if(name.Length == 0) { throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("Argument_EmptyName"), "name"); } if(null != name && System.IO.Path.MAX_PATH < name.Length) { throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("Argument_WaitHandleNameTooLong",name)); } #if FEATURE_PAL SafeWaitHandle myHandle = Win32Native.OpenEvent(Win32Native.EVENT_MODIFY_STATE | Win32Native.SYNCHRONIZE, false, name);#else SafeWaitHandle myHandle = Win32Native.OpenEvent((int) rights, false, name); #endif if (myHandle.IsInvalid) { int errorCode = Marshal.GetLastWin32Error(); if(Win32Native.ERROR_FILE_NOT_FOUND == errorCode || Win32Native.ERROR_INVALID_NAME == errorCode) throw new WaitHandleCannotBeOpenedException(); if(null != name && 0 != name.Length && Win32Native.ERROR_INVALID_HANDLE == errorCode) throw new WaitHandleCannotBeOpenedException(Environment.GetResourceString("Threading.WaitHandleCannotBeOpenedException_InvalidHandle",name)); //this is for passed through Win32Native Errors __Error.WinIOError(errorCode,""); } return new EventWaitHandle(myHandle); } public bool Reset() { bool res = Win32Native.ResetEvent(safeWaitHandle); if (!res) __Error.WinIOError(); return res; } public bool Set() { bool res = Win32Native.SetEvent(safeWaitHandle); if (!res) __Error.WinIOError(); return res; } #if !FEATURE_PAL public EventWaitHandleSecurity GetAccessControl() { return new EventWaitHandleSecurity(safeWaitHandle, AccessControlSections.Access | AccessControlSections.Owner | AccessControlSections.Group); } public void SetAccessControl(EventWaitHandleSecurity eventSecurity) { if (eventSecurity == null) throw new ArgumentNullException("eventSecurity"); eventSecurity.Persist(safeWaitHandle); } #endif } }
再来看下ManualResetEvent的代码
namespace System.Threading { using System; using System.Security.Permissions; using System.Runtime.InteropServices; [HostProtection(Synchronization=true, ExternalThreading=true)][System.Runtime.InteropServices.ComVisible(true)] public sealed class ManualResetEvent : EventWaitHandle { public ManualResetEvent(bool initialState) : base(initialState,EventResetMode.ManualReset){} } }
其实这两个的差别就是AutoResetEvent是base(initialState,EventResetMode.AutoReset)而ManualResetEvent是base(initialState,EventResetMode.ManualReset).
AutoResetEvent是操作单个线程的,而ManualResetEvent可以操作多个线程.
AutoResetEvent开发示例
在主线程运行后,新开一个新线程,由新线程来控制主线程的等待和执行.
类关系图
代码实现
//===============================================================================//作者:Spring Yang//日期:2011-10-12//===============================================================================namespace TestMultipleThread{ using System; using System.Collections.Generic; using System.Threading; public class ThreadWork { private MainContext mainContext; private ContextCache contextCache; public ThreadWork() { contextCache = ContextCache.GetContextCache(); mainContext = contextCache.GetContextByUserId("001"); } public void Sum() { Console.WriteLine(string.Format("this is thread ID {0} execute", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId)); for (int i = 0; i < 10; i++) { Thread.Sleep(10); } if (mainContext != null && mainContext.IsCrawlWait == false) { mainContext.IsNTFSEvent = true; while (mainContext.IsCrawlWait) { Thread.Sleep(25); } Console.WriteLine("main thread is wait"); Thread.Sleep(10000); Console.WriteLine("main thread is start"); mainContext.IsNTFSEvent = false; mainContext.SetThread(); } } } class Program { public static void Main() { MainContext mainContext = new MainContext("001"); mainContext.Save(); //新开一个线程 ThreadWork threadWork = new ThreadWork(); ThreadStart myThreadDelegate = new ThreadStart(threadWork.Sum); Thread myThread = new Thread(myThreadDelegate); myThread.Start(); for (int i = 0; i < 100; i++) { if (mainContext.IsNTFSEvent) mainContext.ThreadWait(); Thread.Sleep(10); } Console.WriteLine("main Thread continue"); Thread.Sleep(100000); } public void WriteMessage() { Console.WriteLine("Stop the main thread."); } } public class MainContext { public string UserId { get; set; } //设置 AutoResetEvent public AutoResetEvent WaitEvent; public ContextCache contextCache; //设置线程等待 public void ThreadWait() { if (WaitEvent == null) WaitEvent = new AutoResetEvent(false); if (IsNTFSEvent) { IsCrawlWait = true; WaitEvent.WaitOne(); } } public MainContext(string userID) { UserId = userID; IsCrawlWait = false; IsNTFSEvent = false; contextCache = ContextCache.GetContextCache(); } public void Save() { contextCache.Save(UserId, this); } public void SetThread() { if (!IsNTFSEvent && IsCrawlWait) { IsCrawlWait = false; WaitEvent.Set(); } } public bool IsCrawlWait { get; set; } public bool IsNTFSEvent { get; set; } } //单例模式,保存到内存中 public class ContextCache { public Dictionary<string, MainContext> dicMainContext = new Dictionary<string, MainContext>(); public void Save(string userId, MainContext mainContext) { dicMainContext.Add(userId, mainContext); } private static ContextCache singleContextCache; public MainContext GetContextByUserId(string userId) { MainContext context; dicMainContext.TryGetValue(userId, out context); return context; } private ContextCache() { } public static ContextCache GetContextCache() { if (singleContextCache == null) { singleContextCache = new ContextCache(); } return singleContextCache; } }}
运行结果
转载地址:http://www.cnblogs.com/springyangwc/archive/2011/10/12/2208991.html
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