C#多线程学习(六) 互斥对象

如何控制好多个线程相互之间的联系，不产生冲突和重复，这需要用到互斥对象，即：System.Threading 命名空间中的 Mutex 类。

我们可以把Mutex看作一个出租车，乘客看作线程。乘客首先等车，然后上车，最后下车。当一个乘客在车上时，其他乘客就只有等他下车以后才可以上车。而线程与Mutex对象的关系也正是如此，线程使用Mutex.WaitOne()方法等待Mutex对象被释放，如果它等待的Mutex对象被释放了，它就自动拥有这个对象，直到它调用Mutex.ReleaseMutex()方法释放这个对象，而在此期间，其他想要获取这个Mutex对象的线程都只有等待。

下面这个例子使用了Mutex对象来同步四个线程，主线程等待四个线程的结束，而这四个线程的运行又是与两个Mutex对象相关联的。

其中还用到AutoResetEvent类的对象，可以把它理解为一个信号灯。这里用它的有信号状态来表示一个线程的结束。
// AutoResetEvent.Set()方法设置它为有信号状态
// AutoResetEvent.Reset()方法设置它为无信号状态

Mutex 类的程序示例：

using System;
using System.Threading;

namespace ThreadExample
{
public class MutexSample
{
static Mutex gM1;
static Mutex gM2;
const int ITERS = 100;
static AutoResetEvent Event1 = new AutoResetEvent(false);
static AutoResetEvent Event2 = new AutoResetEvent(false);
static AutoResetEvent Event3 = new AutoResetEvent(false);
static AutoResetEvent Event4 = new AutoResetEvent(false);

public static void Main(String[] args)
{
Console.WriteLine("Mutex Sample ");
//创建一个Mutex对象，并且命名为MyMutex
gM1 = new Mutex(true, "MyMutex");
//创建一个未命名的Mutex 对象.
gM2 = new Mutex(true);
Console.WriteLine(" - Main Owns gM1 and gM2");

AutoResetEvent[] evs = new AutoResetEvent[4];
evs[0] = Event1; //为后面的线程t1,t2,t3,t4定义AutoResetEvent对象
evs[1] = Event2;
evs[2] = Event3;
evs[3] = Event4;

MutexSample tm = new MutexSample();
Thread t1 = new Thread(new ThreadStart(tm.t1Start));
Thread t2 = new Thread(new ThreadStart(tm.t2Start));
Thread t3 = new Thread(new ThreadStart(tm.t3Start));
Thread t4 = new Thread(new ThreadStart(tm.t4Start));
t1.Start();// 使用Mutex.WaitAll()方法等待一个Mutex数组中的对象全部被释放
t2.Start();// 使用Mutex.WaitOne()方法等待gM1的释放
t3.Start();// 使用Mutex.WaitAny()方法等待一个Mutex数组中任意一个对象被释放
t4.Start();// 使用Mutex.WaitOne()方法等待gM2的释放

Thread.Sleep(2000);
Console.WriteLine(" - Main releases gM1");
gM1.ReleaseMutex(); //线程t2,t3结束条件满足

Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine(" - Main releases gM2");
gM2.ReleaseMutex(); //线程t1,t4结束条件满足

//等待所有四个线程结束
WaitHandle.WaitAll(evs);
Console.WriteLine(" Mutex Sample");
Console.ReadLine();
}

public void t1Start()
{
Console.WriteLine("t1Start started, Mutex.WaitAll(Mutex[])");
Mutex[] gMs = new Mutex[2];
gMs[0] = gM1;//创建一个Mutex数组作为Mutex.WaitAll()方法的参数
gMs[1] = gM2;
Mutex.WaitAll(gMs);//等待gM1和gM2都被释放
Thread.Sleep(2000);
Console.WriteLine("t1Start finished, Mutex.WaitAll(Mutex[]) satisfied");
gM1.ReleaseMutex();
gM2.ReleaseMutex();
Event1.Set(); //线程结束，将Event1设置为有信号状态
}
public void t2Start()
{
Console.WriteLine("t2Start started, gM1.WaitOne( )");
gM1.WaitOne();//等待gM1的释放
Console.WriteLine("t2Start finished, gM1.WaitOne( ) satisfied");
gM1.ReleaseMutex();
Event2.Set();//线程结束，将Event2设置为有信号状态
}
public void t3Start()
{
Console.WriteLine("t3Start started, Mutex.WaitAny(Mutex[])");
Mutex[] gMs = new Mutex[2];
gMs[0] = gM1;//创建一个Mutex数组作为Mutex.WaitAny()方法的参数
gMs[1] = gM2;
int x= Mutex.WaitAny(gMs);//等待数组中任意一个Mutex对象被释放
Console.WriteLine("t3Start finished, Mutex.WaitAny(Mutex[])");
gMs[x].ReleaseMutex();
Event3.Set();//线程结束，将Event3设置为有信号状态
}
public void t4Start()
{
Console.WriteLine("t4Start started, gM2.WaitOne( )");
gM2.WaitOne();//等待gM2被释放
Console.WriteLine("t4Start finished, gM2.WaitOne( )");
gM2.ReleaseMutex();
Event4.Set();//线程结束，将Event4设置为有信号状态
}
}
}

程序的输出结果：

Mutex Sample 
 - Main Owns gM1 and gM2
t1Start started, Mutex.WaitAll(Mutex[])
t2Start started, gM1.WaitOne( )
t3Start started, Mutex.WaitAny(Mutex[])
t4Start started, gM2.WaitOne( )
 - Main releases gM1
t2Start finished, gM1.WaitOne( ) satisfied
t3Start finished, Mutex.WaitAny(Mutex[])
 - Main releases gM2
t1Start finished, Mutex.WaitAll(Mutex[]) satisfied
t4Start finished, gM2.WaitOne( )
 Mutex Sample

��从执行结果可以很清楚地看到，线程t2,t3的运行是以gM1的释放为条件的，而t4在gM2释放后开始执行，t1则在gM1和gM2都被释放了之后才执行。Main()函数最后，使用WaitHandle等待所有的AutoResetEvent对象的信号，这些对象的信号代表相应线程的结束。