Thread

没有参数的线程启动

Thread newThread = new Thread(new ThreadStart(DoWork));

newThread.Start();

  

有参数的线程启动

注意DoWork()的参数必须为object

Thread newThread2 = new Thread(new ParameterizedThreadStart(this.DoWork)); newThread2.Start("111");

  

AutoResetEvent

通知等待的其他线程,本线程已经工作做完.

比如要计算1-N的各个数的平方之和,每个数的平方由不同的线程去计算

/// <summary>
/// 求数组平方和
/// </summary>
public class GetSquareSum
{
//建立事件数组 ,N个线程,就N个AutoResetEvent
public AutoResetEvent[] autoEvents = null;
//数组
public int[] array = null; public int Sum = 0; public GetSquareSum(int []arrays)
{
this.array = arrays;
autoEvents = new AutoResetEvent[arrays.Length];
for (int i = 0; i < arrays.Length; i++)
{
autoEvents[i] = new AutoResetEvent(false);//初始化
}
this.GetResult();
WaitHandle.WaitAll(autoEvents);
//autoEvents.ToList().ForEach(s => s.WaitOne());
foreach (int r in array)
{
Sum += r;
}
Console.WriteLine("Sum="+Sum);
} public void GetResult()
{
for (int i = 0; i < array.Length; i++)
{
Calculate(i);
}
} /// <summary>
/// 计算第index个数
/// </summary>
/// <param name="index"></param>
public void Calculate(int index)
{
Thread newThread2 = new Thread(
new ParameterizedThreadStart(
(obj) =>
{
int j = (int)obj;
array[j] = array[j] * array[j];
Console.WriteLine(array[j]);
autoEvents[j].Set();
}
)
);
newThread2.Start(index); }
}

  

ManualResetEvent

MSDN上的解释是:通知一个或多个正在等待的线程已发生事件。

例子解释:

  • 打印方法已经准备好,但是打印的东西没准备好,所以打印之前mreInit.WaitOne(),等待资源
  • 通过控制台输入资源,mreInit.Set()通知资源准备好,打印程序开始打印

    public class ManualResetEventTestExample2
    { private static ManualResetEvent mreInit; private string _test = "";
    public void Test()
    { mreInit = new ManualResetEvent(false);//
    Thread newThread = new Thread(new ThreadStart(() => Print()));
    newThread.Start(); _test = (Console.ReadLine());
    mreInit.Set();
    } /// <summary>
    /// 打印程序准备就绪
    /// </summary>
    private void Print()
    {
    mreInit.WaitOne();
    Console.WriteLine(_test);
    }
    }

      

ManualResetEvent的reset看下面代码

public class ManualResetEventTestExample2
{
private static ManualResetEvent mreInit; private string _test = "";
public void Test()
{ mreInit = new ManualResetEvent(false);//
new Thread(new ThreadStart(() => Print())).Start();//Print 1
_test = (Console.ReadLine());//Input 1
mreInit.Set(); mreInit.Reset();
new Thread(new ThreadStart(() => Print())).Start();//Print 2
new Thread(new ThreadStart(() => Print())).Start();//Print 3
new Thread(new ThreadStart(() => Print())).Start();//Print 4
new Thread(new ThreadStart(() => Print())).Start();//Print 5 _test = (Console.ReadLine());//Input 2
mreInit.Set();
} /// <summary>
/// 打印程序准备就绪
/// </summary>
private void Print()
{
mreInit.WaitOne();
Console.WriteLine(_test);
}

  

print 1肯定会在输入后执行,Print 2,3,4,5的执行,则依赖reset.如果没有mreInit.Reset()这句,则Print1,2,3,4,5会直接依次执行.如果加了mreInit.Reset()这句,这Print2,3,4,5只有在input 2执行了之后才会执行.

Reset就是让ManualResetEvent回复到初始状态.

线程池 ThreadPool

public static bool QueueUserWorkItem (WaitCallback callBack);
public static bool QueueUserWorkItem(WaitCallback callback, Object state);

  

这两个方法向线程池的队列添加一个工作项(work item)以及一个可选的状态数据。然后,这两个方法就会立即返回。

工作项其实就是由callback参数标识的一个方法,该方法将由线程池线程执行。 同时写的回调方法必须匹配System.Threading.WaitCallback委托类型,定义为:

public delegate void WaitCallback(Object state);

  

就是说如果要带参数,callback参数必须为object.

 ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(obj => { System.Threading.Thread.Sleep(1000); Console.WriteLine(obj.ToString()); }),"canshu");

  

或者这么写

 ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(Func), "canshu");
private void Func(object obj)
{
System.Threading.Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine(obj.ToString());
}

  

或者

ThreadPool.QueueUserWorkItem(a=>{Func(a);}, "canshu");

  

以下代码改造求平方的问题.

class ThreadPoolTest2
{
public void Test()
{ // List<int> result = new List<int>();
int sum = 0;
object lockobj = new object();
Action<object> action = obj =>
{
Parm p = (Parm)obj;
lock (lockobj)
{
sum += p.Num * p.Num;
}
p.Are.Set(); }; int[] array = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15 }; AutoResetEvent[] autos = new AutoResetEvent[array.Length];
for (int i = 0; i < array.Length; i++)
{
autos[i] = new AutoResetEvent(false);
ThreadPool.QueueUserWorkItem(a=>action(a), new Parm() { Are = autos[i], Num = array[i] });
}
Console.WriteLine(sum);
//WaitHandle.WaitAll(autos);
autos.ToList().ForEach(s=>s.WaitOne());
Console.WriteLine(sum);
} class Parm
{
public int Num { set; get; }
public AutoResetEvent Are { set; get; }
}
}

  

注意:在sum += p.Num * p.Num这句必须lock,不然会得不到正确结果

CancellationTokenSource

例子讲解:有5个数组,需要在数组中找是否有0元素,找到则返回.

实现:每个数据开启一个现场,如果某一个线程先找到0,则返回,同时,通知其他线程不用计算了.

class CancellationTokenSourceTest2
{
public void Test()
{
CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
CancellationToken token = cts.Token;
int[][] array = new int[][]
{
new []{1,2,3,0,5,6,7,8,9,10},
new []{1,2,3,4,5,6,7,8,9,0},
new []{1,2,3,4,5,6,7,8,0,10},
new []{1,2,3,4,5,6,0,8,9,10},
new []{1,2,3,4,5,0,7,8,9,10}
}; for (int i = 0; i < array.Length; i++)
{
Thread th = new Thread(new ParameterizedThreadStart
((obj) =>
{
Parm p = (Parm)obj;
int[] a = p.Value;
for (int n=0;n<a.Length;n++)
{
int j = a[n];
Console.WriteLine("in array " + p.Index +" "+ (n + 1) + " times");
if (!p.Cts.IsCancellationRequested)
{
if (j == 0)
{
p.Cts.Cancel();
Console.WriteLine("Cancelling at task " + p.Index + "th array");
break;
}
Thread.Sleep(1000);
}
else
{
break;
}
}
}
));
th.Start(new Parm() { Cts = cts, Value = array[i] , Index=i});
}
Console.ReadLine();//敲下回车后,, }
public class Parm
{
public CancellationTokenSource Cts;
public int []Value;
public int Index; }
}

  

运行结果,首先在第0个数组中找到,总共比较次数为20次左右.

也可以尝试用AutoResetEvent实现,用 WaitHandle.WaitAny()等待.

BeginInvoke 和 EndInvoke

例子1:说明异步执行,将一个数乘以2返回,异步后等待结果后求和.

class BeginInvokeTest
{
public void Test()
{
Func<int, int> GetDouble = (a) => { Console.WriteLine(a); return a * 2; }; IAsyncResult ar1 = GetDouble.BeginInvoke(100, null, null);
IAsyncResult ar2 = GetDouble.BeginInvoke(200, null, null); int result = GetDouble.EndInvoke(ar1)+GetDouble.EndInvoke(ar2);
Console.WriteLine("result = " + result);
}
}

  

打印结果为

100

200

result = 600

或者

200

100

result = 600

100和200的打印是异步执行,不知道誰先执行完,但是求和得等到EndInvoke两个异步完成,才能计算

例子2:两个异步去发送消息,发送完成后,去做其他事情,并且在发送消息的回调中保存消息记录↓.

class BeginInvokeTest2//回调方法中处理
{
public void Test()
{
Func<string, string> SendMessage = (a) =>
{
System.Threading.Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine("发送消息:"+a+" ,");
return "OK";
};
AsyncCallback callback = (ar) =>
{ Parm p = (Parm)ar.AsyncState;
if (p.F.EndInvoke(ar) == "OK")
{
Console.WriteLine("消息发送成功,保存聊天记录 "+p.Message);
}
}; Parm p1=new Parm(){ F=SendMessage, Message= "message1"};
Parm p2 = new Parm() { F = SendMessage, Message = "message2" }; IAsyncResult iar1 = SendMessage.BeginInvoke(p1.Message, callback, p1);
IAsyncResult iar2 = SendMessage.BeginInvoke(p2.Message, callback, p2); iar1.AsyncWaitHandle.WaitOne();//等待执行完毕,并不是等待callback执行完
iar2.AsyncWaitHandle.WaitOne();//等待执行完毕,并不是等待callback执行完 Console.WriteLine("消息发完,做其他事情");
Console.Read();
} class Parm
{
public Func<string, string> F;
public string Message;
}
}

  

线程同步Interlocked.Increment

以原子操作的形式递增指定变量的值并存储结果

例子说明:用3种方法对初始值为1的进行一百次++操作.第一种直接加,第二,三种方法多线程.第三种用Interlocked.Increment.运行结果为第二种的结果值可能不为101.

class InterlockedTest
{
public void Test()
{
int N = 1;
for (int i = 1; i <= 100; i++)
{
N++;
}
Console.WriteLine(N); int M = 1;
Action<object> action = obj =>
{
Parm p = (Parm)obj;
M++;
p.au.Set(); }; AutoResetEvent[] autos = new AutoResetEvent[100];
for (int i = 1; i <= 100; i++)
{
autos[i-1] = new AutoResetEvent(false);
ThreadPool.QueueUserWorkItem(a=>action(a), new Parm() { au = autos[i-1], index = i });
}
autos.ToList().ForEach(s => s.WaitOne());
Console.WriteLine(M); int Q = 1;
Action<object> action2 = obj =>
{
Parm p = (Parm)obj;
Interlocked.Increment(ref Q);
p.au.Set(); };
autos = new AutoResetEvent[100];
for (int i = 1; i <= 100; i++)
{
autos[i - 1] = new AutoResetEvent(false);
ThreadPool.QueueUserWorkItem(a => action2(a), new Parm() { au = autos[i - 1], index = i });
}
autos.ToList().ForEach(s => s.WaitOne());
Console.WriteLine(Q);
} public class Parm
{
public AutoResetEvent au;
public int index;
}
}

  

线程同步 Monitor.Enter和Lock

Lock关键字是一个语法糖,它将Monitor对象进行封装.

语法糖(Syntactic sugar),是由Peter J. Landin(和图灵一样的天才人物,是他最先发现了Lambda演算,由此而创立了函数式编程)创造的一个词语,它意指那些没有给计算机语言添加新功能,而只是对人类来说更“甜蜜”的语法。语法糖往往给程序员提供了更实用的编码方式,有益于更好的编码风格,更易读。不过其并没有给语言添加什么新东西。

例子同Interlocked.Increment,不再详细说明

class MonitorTest
{ public void Test()
{
int N = 1;
for (int i = 1; i <= 100; i++)
{
N++;
}
Console.WriteLine(N); int M = 1;
Action<object> action = obj =>
{
Parm p = (Parm)obj;
M++;
p.au.Set(); }; AutoResetEvent[] autos = new AutoResetEvent[100];
for (int i = 1; i <= 100; i++)
{
autos[i - 1] = new AutoResetEvent(false);
ThreadPool.QueueUserWorkItem(a => action(a), new Parm() { au = autos[i - 1], index = i });
}
autos.ToList().ForEach(s => s.WaitOne());
Console.WriteLine(M); int Q = 1;
object objMonitor=new object();
Action<object> action2 = obj =>
{
Parm p = (Parm)obj;
Monitor.Enter(objMonitor);
try
{
Q++;
}
finally
{
Monitor.Exit(objMonitor);
}
p.au.Set(); };
autos = new AutoResetEvent[100];
for (int i = 1; i <= 100; i++)
{
autos[i - 1] = new AutoResetEvent(false);
ThreadPool.QueueUserWorkItem(a => action2(a), new Parm() { au = autos[i - 1], index = i });
}
autos.ToList().ForEach(s => s.WaitOne());
Console.WriteLine(Q);
} public class Parm
{
public AutoResetEvent au;
public int index;
}
}

  

ReaderWriterLock

例子说明:ReaderWriterLockEntity有2个成员变量X,Y,读写方法各有2个,一个使用读写锁,一个直接读写.我们设定X和Y必须相等.

class ReaderWriterLockEntity
{
ReaderWriterLock locker = new ReaderWriterLock(); public int X { set; get; }
public int Y { set; get; } public void ReadLock(ref int x, ref int y)
{
locker.AcquireReaderLock(Timeout.Infinite);
try
{
x = this.X;
y = this.Y;
}
finally
{
locker.ReleaseReaderLock();
}
} public void WriteLock(int x, int y)
{
locker.AcquireWriterLock(Timeout.Infinite);
try
{
this.X = x;
Thread.Sleep(10);
this.Y = y;
}
finally
{
locker.ReleaseWriterLock();
}
} public void Read(ref int x, ref int y)
{
x = this.X;
y = this.Y;
} public void Write(int x, int y)
{
this.X = x;
Thread.Sleep(10);
this.Y = y;
}
}

  

读写类,其中Test方法中,开启两组现场写线程,对ReaderWriterLockEntity中的X,Y进行自增.两组读线程,不停的打印X,Y.

打印的结果中,有X和Y不相等的结果出现.

Test2方法中,加了读写锁,打印的结果,不会有X和Y不等的情况.

ReaderWriterLock和Lock的区别就是,当加了ReaderLock,应该不会影响多个ReaderLock的增加.一个资源可以被Reader Lock多次.而lock则达不到这个要求.所以,ReadWriterLock在某些场景,比Lock效率更高.

class ReaderWriterTest2
{
ReaderWriterLockEntity entity = new ReaderWriterLockEntity();
public void Test()
{ Action writer = () =>
{
int a = 10;
int b = 10;
//Console.WriteLine("************** Write *************"); for (int i = 0; i < 5; i++)
{
this.entity.Write(a++, b++);
Thread.Sleep(10);
}
}; Action reader = () =>
{
// Console.WriteLine("************** Reader *************"); int x=0, y=0;
for (int i = 0; i < 50; i++)
{
this.entity.Read(ref x, ref y);
Console.WriteLine("Read:X={0},y={1}", x, y);
Thread.Sleep(1);
}
}; //Writer Threads
Thread wt1 = new Thread(new ThreadStart(writer));
wt1.Start();
Thread wt2 = new Thread(new ThreadStart(writer));
wt2.Start(); //Reader Threads
Thread rt1 = new Thread(new ThreadStart(reader));
rt1.Start();
Thread rt2 = new Thread(new ThreadStart(reader));
rt2.Start();
} public void Test2()
{
Action writer = () =>
{
int a = 10;
int b = 10;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
this.entity.WriteLock(a++, b++);
Thread.Sleep(10);
}
}; Action reader = () =>
{
int x = 0, y = 0;
for (int i = 0; i < 50; i++)
{
this.entity.ReadLock(ref x, ref y);
Console.WriteLine("Read:X={0},y={1}", x, y);
Thread.Sleep(1);
}
}; //Writer Threads
Thread wt1 = new Thread(new ThreadStart(writer));
wt1.Start();
Thread wt2 = new Thread(new ThreadStart(writer));
wt2.Start(); //Reader Threads
Thread rt1 = new Thread(new ThreadStart(reader));
rt1.Start();
Thread rt2 = new Thread(new ThreadStart(reader));
rt2.Start();
}
}

  

Semaphore信号量

例子说明:厕所有5个位置,每个人上厕所五秒.程序输入1后,表示有一个人要上厕所.如果厕所已满,则会自动等待.

class SemaphoreTest
{
Semaphore sem = new Semaphore(5,5);//厕所空的 public void In()
{
sem.WaitOne();
Console.WriteLine("有空位,上厕所");
Thread.Sleep(5000);//上厕所需要五秒
sem.Release();//上完了
Console.WriteLine("出厕所");
}
public void Out()
{
Thread.Sleep(5000);//上厕所需要五秒
sem.Release();
Console.WriteLine("出厕所");
}
public void Test()
{
while(true)
{
string input = Console.ReadLine();
if (input == "1")//入厕
{
new Thread(new ThreadStart(()=>{ In();})).Start(); ;
} }
}
}

  

不同程序,不同的exe,只要信号量的Name相同,信号量是共享的。

例子说明:修改上厕所的程序.一个程序只负责入厕,什么时候出厕所,则由管理人员来控制(另一个程序). SemaphoreTest2运行后,输入5次1,表示有5个人入厕了.然后在输入几个1,表示还有人在等待.

class SemaphoreTest2
{
Semaphore sem = new Semaphore(0, 5, "AAA");//厕所空的
public void In()
{
sem.WaitOne();
Console.WriteLine("有空位,上厕所");
} public void Test()
{
while (true)
{
string input = Console.ReadLine();
if (input == "1")//入厕
{
new Thread(new ThreadStart(() => { In(); })).Start(); ;
} }
}
}

  

在启动另外的项目,代码如下:启动后,输入2(喊一个人出厕所),发现入厕程序会有人进入厕所

class SemaphoreTest3
{
Semaphore sem = new Semaphore(0,5,"AAA");//厕所空的
public void Out()
{
Thread.Sleep(1000);//上厕所需要五秒
sem.Release();
Console.WriteLine("出厕所");
}
public void Test()
{
while(true)
{
string input = Console.ReadLine();
if (input == "2")//出厕
{
new Thread(new ThreadStart(()=>{ Out();})).Start(); ;
} }
}
}

  

注意:这是2个不同的程序,他们的Semaphore的Name是相同的.

有一点不明白的地方是在程序1中运行 Semaphore sem = new Semaphore(0, 5, "AAA");//表示厕所满了. 在运行第二个程序 Semaphore sem = new Semaphore(5, 5, "AAA");这时候,程序1中仍然是满的.在new的时候,没有互相干扰.

注意下面这个构造函数,可以检测信号量Name是否重复.

public Semaphore(
int initialCount,
int maximumCount,
string name,
out bool createdNew
)

  

意外发现: Semaphore sem = new Semaphore(0, 5,"厕所"); 如果Name为中文,new Semaphore(0, 5,"厕所")和new Semaphore(5, 5,"厕所")是一样的.一开始就会有5个可用信号量.

Mutex

只理解了这句,Mutex本身是可以系统级别的,所以是可以跨越进程的。比如我们要实现一个软件不能同时打开两次,那么Mutex是可以实现的,而lock和monitor是无法实现的。其他和lock的区别,其实没太懂.

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