C# 之多线程（二）

一、确定多线程的结束时间，thread的IsAlive属性

在多个线程运行的背景下，了解线程什么时候结束，什么时候停止是很有必要的。

案例：老和尚念经计时，2本经书，2个和尚念，一人一本，不能撕破，最短时间念完，问老和尚们念完经书最短需要多长时间。

分析：首先在开始念经的时候给计时，记为A，最后在记下慢和尚念完经书时的时间，记为B。求B-A

代码：IsAlive属性:标识此线程已启动并且尚未正常终止或中止，则为 true，再念，没念完，努力中；否则为 false，念完啦，歇着。

//和尚1，和尚2
        public Thread td1, td2;

        public void StarThread()
        {
            //开启一个线程执行Hello方法，即和尚1念菠萝菠萝蜜
            ThreadStart ts = new ThreadStart(Hello);
            td1 = new Thread(ts);
            td1.Start();
        }
        public void StarThread1()
        {
            //开启一个线程执行Welcome方法，即和尚2念大金刚经
            ThreadStart ts = new ThreadStart(Welcome);
            td2 = new Thread(ts);
            td2.Start();
        }
        public string sayh="", sayw="";

        //菠萝菠萝蜜
        public void Hello()
        {
            //念
            sayh = "Hellow everyone ! ";
        }

        //大金刚经
        public  void Welcome()
        {
            //念
            sayw = "Welcome to ShangHai ! ";
            //偷懒10秒
            Thread.Sleep();
        }

        protected void btn_StarThread_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //记时开始，预备念
            Response.Write("开始念的时间： "+DateTime.Now.ToString() + "</br>");
            //和尚1就位
            StarThread();
            //和尚2就位
            StarThread1();

            int i = ;
            while (i == )
            {
                //判断线程的IsAlive属性
                //IsAlive标识此线程已启动并且尚未正常终止或中止，则为 true；否则为 false。
                //如果两个都为false说明，线程结束终止
                if (!td1.IsAlive && !td2.IsAlive)
                {
                    i++;
                    if (i == )
                    {
                        //念得内容，绕梁三尺。
                        Response.Write("我们年的内容： "+(sayh + " + " + sayw) + "</br>");
                        Response.Write("念完时的时间： "+DateTime.Now.ToString());
                        Response.End();
                    }
                }
            }
        }

二、线程优先级，thread的ThreadPriority属性

线程优先级区别于线程占有cpu时间的多少，当然优先级越高同等条件下占有的cpu时间越多。级别高的执行效率要高于级别低的。

优先级有5个级别：Lowest<BelowNormal<Normal<AboveNormal<Highest;默认为Normal。

案例：老和尚娶媳妇。佛祖说：你们3个和尚，清修刻苦，现特许你们娶媳妇啦，不过娶媳妇的只能是你们三个中间的一人。条件是我手中的经书谁能先念完，谁可以娶。

分析：和尚平时都很刻苦，各有特点，平时和尚1在lowest环境下念经，和尚2在normal环境下念经，和尚3在Highest环境下念经。

protected void btn_StarThread_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Write();
        }

        //i为和尚1念的页数
        //j为和尚2念的页数
        //k为和尚3念的页数
        //c为经书总页数
        int i=,j=,k=,c=;

        //和尚1念经
        public void Jsi()
        {
            while (i <= c)
            {
                i+=;
            }
        }
        //和尚2念经
        public void Jsj()
        {
            while (j <= c)
            {
                j+=;
            }
        }
        //和尚3念经
        public void Jsk()
        {
            while (k <= c)
            {
                k+=;
            }
        }
        public void Write()
        {
            //开启线程计算i
            ThreadStart sti = new ThreadStart(Jsi);
            Thread tdi = new Thread(sti);
            //设置线程优先级为Lowest。和尚1在Lowest环境下念经
            tdi.Priority = ThreadPriority.Lowest;

            //开启线程计算j
            ThreadStart stj = new ThreadStart(Jsj);
            Thread tdj = new Thread(stj);
            //设置线程优先级为Normal。和尚2在Normal环境下念经
            tdj.Priority = ThreadPriority.Normal;            

            //开启线程计算k
            ThreadStart stk = new ThreadStart(Jsk);
            Thread tdk = new Thread(stk);
            //设置线程优先级为Highest。和尚3在Highest环境下念经
            tdk.Priority = ThreadPriority.Highest;         

            //开始
            tdj.Start();
            tdk.Start();
            tdi.Start();
            int s = ;
            while (s==)
            {
                if (k > c)
                {
                    s++;
                    Response.Write("比赛结束,结果如下：</br></br>");
                    Response.Write("和尚1在Lowest环境下念经:" + i + "页</br>和尚2在Normal环境下念经:" + j + "页</br>和尚3在Highest环境下念经:" + k + "页</br></br>");
                    Response.Write("佛祖又说：你念或者不念，苍老师，就在那里！");
                    Response.End();
                }
            }
        }       注意：Lowest优先级可能会出现执行快于normal优先级的情况。

三、线程通信之Monitor类

如果，你的线程A中运行锁内方法时候，需要去访问一个暂不可用资源B，可能在B上需耗费很长的等待时间，那么这时候你的线程A，将占用锁内资源，阻塞其它线程访问锁定内容，造成性能损失。你该怎么解决这样子的问题呢？这样，让A暂时放弃锁，停留在锁中的，允许其它线程访问锁，而等B资源可用时，通知A让他继续锁内的操作。是不是解决啦问题，这样就用到啦这段中的Monitor类，提供的几个方法：Wait(),Pulse(),PulseAll()，这几个方法只能在当前锁定中使用。

Wait():暂时中断运行锁定中线程操作，释放锁，时刻等待着通知复活。

Pulse()：通知等待该锁线程队列中的第一个线程，此锁可用。

PulseAll()：通知所有锁，此锁可用。

案例：嵩山少林和尚开会。主持人和尚主持会议会不停的上舞台讲话，方丈会出来宣布大会开始，弟子们开始讨论峨眉山怎么走。

分析：主持人一个线程，方丈一个线程，弟子们一个线程，主持人贯彻全场。

public class MutexSample
    {
        static void Main()
        {
            comm com = new comm();
            com.dhThreads();
            Console.ReadKey();
        }
    }
    public class comm
    {
        //状态值：0时主持人和尚说，1时方丈说，2时弟子们说,3结束。
        int sayFla;
        //主持人上台
        int i = ;
        public void zcrSay()
        {
            lock (this)
            {
                string sayStr;
                if (i == )
                {
                    //让方丈说话
                    sayFla = ;
                    sayStr = Thread.CurrentThread.Name+"今晚，阳光明媚，多云转晴，方丈大师，程祥云而来，传扬峨眉一隅，情况如何，还请方丈闪亮登场。";
                    Console.WriteLine(sayStr);
                    i++;
                    //此时sayFla=1通知等待的方丈线程运行
                    Monitor.Pulse(this);
                    //暂时锁定主持人，暂停到这里，释放this让其它线程访问
                    Monitor.Wait(this);

                }
                //被通知后，从上一个锁定开始运行到这里
                if (i == )
                {
                    //让弟子说话
                    sayFla = ;
                    sayStr = Thread.CurrentThread.Name + "看方丈那幸福的表情，徜徉肆恣，愿走的跟他去吧。下面请弟子们各抒己见";
                    Console.WriteLine(sayStr);
                    i++;
                    //此时sayFla=12通知等待的弟子线程运行
                    Monitor.Pulse(this);
                     //暂时锁定主持人，暂停到这里，释放this让其它线程访问
                    Monitor.Wait(this);
                }
                //被通知后，从上一个锁定开始运行到这里
                if (i == )
                {
                    sayFla = ;
                    sayStr = Thread.CurrentThread.Name + "大会结束！方丈幸福！！苍老师你在哪里？！！放开那女孩 ...";
                    Console.WriteLine(sayStr);
                    i++;
                    Monitor.Wait(this);
                }
            }
        }
        //方丈上台
        public void fzSay()
        {
            lock (this)
            {
                while (true)
                {
                    if (sayFla != )
                    {
                        Monitor.Wait(this);
                    }
                    if (sayFla == )
                    {
                        Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + "蓝蓝的天空，绿绿的湖水，我看见，咿呀呀呀，看见一老尼，咿呀呀，在水一方。愿意来的一起来，不愿来的苍老师给你们放寺里。。咿呀呀，我走啦。。。");
                        //交给主持人
                        sayFla = ;
                        //通知主持人线程，this可用
                        Monitor.Pulse(this);
                    }
                }
            }
        }
        //弟子上台
        public void dzSay()
        {
            lock (this)
            {
                while (true)
                {
                    if (sayFla != )
                    {
                        Monitor.Wait(this);
                    }
                    if (sayFla == )
                    {
                        Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + "果真如此的话，还是方丈大师自己去吧！！ 祝福啊  .... ");
                        //交给主持人
                        sayFla = ;
                        Monitor.Pulse(this);
                    }
                }

            }
        }
        public void dhThreads()
        {
                Thread zcrTd = new Thread(new ThreadStart(zcrSay));
                Thread fzTd = new Thread(new ThreadStart(fzSay));
                Thread dzTd = new Thread(new ThreadStart(dzSay));
                zcrTd.Name = "主持人：";
                fzTd.Name = "方丈：";
                dzTd.Name = "弟子：";
                zcrTd.Start();
                fzTd.Start();
                dzTd.Start();
        }
    }

四、线程排队之Join

多线程，共享一个资源，先后操作资源。Join()方法，暂停当前线程，直到指定线程运行完毕，才唤醒当前线程。如果没有Join，多线程随机读取公用资源，没有先后次序。

案例：两个和尚念一本经书,老和尚年前半本书，小和尚念后半本书，小和尚调皮，非要先念，就给老和尚用迷魂药啦。。

分析：一本书6页，小和尚4-6，老和尚1-3，两个和尚，两个线程。

public class 连接线程Join
    {
        //小和尚
        public static Thread litThread;
        //老和尚
        public static Thread oldThread;

        //老和尚念经
        static void oldRead()
        {
            //老和尚被小和尚下药
            litThread.Join();  //暂停oldThread线程，开始litThread，直到litThread线程结束，oldThread才继续运行,如果不适用Join将小和尚一句，老和尚一句，随即没有规则的。
            for (int i = ; i <= ; i++)
            {
                Console.WriteLine(i);
            }
        }
        //小和尚念经
        static void litRead()
        {
            for (int i = ; i <= ; i++)
            {
                Console.WriteLine(i);
            }
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            oldThread = new Thread(new ThreadStart(oldRead));
            litThread = new Thread(new ThreadStart(litRead));

            oldThread.Start();
            // FristThread.Join();   //暂停oldThread线程，开始litThread，直到litThread线程结束，oldThread才继续运行
            litThread.Start();
            Console.ReadKey();
        }
    }

五、多线程互斥锁Mutex

互斥锁是一个同步的互斥对象，适用于，一个共享资源，同时只能有一个线程能够使用。

共享资源加互斥锁，需要两部走：1.WaitOne(),他将处于等待状态知道可以获取资源上的互斥锁，获取到后，阻塞主线程运行，直到释放互斥锁结束。2.ReleaseMutex（），释放互斥锁，是其它线程可以获取该互斥锁。

案例:和尚写日记。最近寺庙香火不旺，为啦节约用水，方丈发话两个和尚用一个本子写日记。

分析：好比多个线程写日志，同时只能有一个线程写入日志文件。

public class 多线程互斥锁Mutex
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            IncThread ict = new IncThread("大和尚", );
            DecThread dct = new DecThread("小和尚", );
            Console.ReadKey();
        }
    }
    class SharedRes
    {
        public static int count = ;
        //初始化互斥锁，没被获取
        public static Mutex mtx = new Mutex();
        ////初始化互斥锁，被主调线程获取
        //public static Mutex mtx = new Mutex(true);
    }

    class IncThread
    {
        int num;
        public Thread thrd;
        public IncThread(string name ,int n)
        {
            thrd = new Thread(new ThreadStart(this.run));
            thrd.Name = name;
            num = n;
            thrd.Start();
        }
        //写日记，过程
        void run()
        {
            Console.WriteLine(thrd.Name + " ， 等待互斥锁 。");
            SharedRes.mtx.WaitOne();
            Console.WriteLine(thrd.Name + " ，获得互斥锁 。");
            do
            {
                Thread.Sleep();
                SharedRes.count++;
                Console.WriteLine("今天我 " + thrd.Name + " 比较强，这样写吧 :" + SharedRes.count);
                num--;
            }while(num>);
           Console.WriteLine(thrd.Name + " ， 释放互斥锁 。");
           SharedRes.mtx.ReleaseMutex();
        }
    }
    class DecThread
    {
        int num;
        public Thread thrd;

        public DecThread(string name, int n)
        {
            thrd = new Thread(new ThreadStart(this.run));
            thrd.Name = name;
            num = n;
            thrd.Start();
        }
        //写日记，过程
        void run()
        {
            Console.WriteLine(thrd.Name + "， 等待互斥锁 。");
            SharedRes.mtx.WaitOne();
            Console.WriteLine(thrd.Name + " ，获得互斥锁 。");
            do
            {
                Thread.Sleep();
                SharedRes.count--;
                Console.WriteLine("今天我 " + thrd.Name + " 比较衰，这样写吧 :" + SharedRes.count);
                num--;
            } while (num > );
            Console.WriteLine(thrd.Name + " ， 释放互斥锁 。");
            SharedRes.mtx.ReleaseMutex();
        }
    }

六、信号量semaphore

类似于互斥锁，只不过他可以指定多个线程来访问，共享资源。在初始化信号量的同时，指定多少个线程可以访问，假如允许2个线程访问，而却有3个线程等待访问，那么他将只允许2个访问，一旦已访问的2个线程中有一个访问完成释放信号量，那么没有访问的线程立马可以进入访问。

案例：和尚抓鸡，3个和尚抓鸡，只有两只鸡，那么鸡圈管理员只允许2个和尚先进，抓到说三句话放下，出来，让第三个和尚进去抓。

分析：三个线程，初始信号量允许2个线程访问。

public class 信号量semaphore
    {
       static void Main(string[] args)
       {
           MyThread td1 = new MyThread("降龙");
           MyThread td2 = new MyThread("伏虎");
           MyThread td3 = new MyThread("如来");
           td1.td.Start();
           td2.td.Start();
           td3.td.Start();
           Console.ReadKey();
       }
    }

  public class MyThread
   {
       //初始化，新号量，允许2个线程访问，最大2也是2个。
       public static Semaphore sem = new Semaphore(,);
       public Thread td;
       public MyThread(string name)
       {
           td = new Thread(new ThreadStart(this.Run));
           td.Name = name;
       }
       //过程很美好
       public void Run()
       {
           Console.WriteLine(td.Name+"，等待一个信号量。");
           sem.WaitOne();
           Console.WriteLine(td.Name+"，已经获得新号量。");
           Thread.Sleep();
           //很有深意的三句话
           char[] cr = { 'a','o','e'};
           foreach (char v in cr)
           {
               Console.WriteLine(td.Name+",输出v: "+v);
               Thread.Sleep();
           }
           Console.WriteLine(td.Name+",释放新号量。");
           sem.Release();
       }
   }

结束，笑纳，海涵。