5天不再惧怕多线程——第四天 信号量

5天不再惧怕多线程——第四天 信号量

 

    今天整理“信号量”的相关知识，其实想想也蛮有趣的，锁，互斥，信号量都可以实现线程同步，在framework里面主要有三种。

<1>：ManualResetEvent

<2>：AutoResetEvent

<3>: Semaphore

好，下面就具体看看这些玩意的使用。

一：ManualResetEvent

      该对象有两种信号量状态True和False，好奇的我们肯定想知道True和False有什么区别，稍后的例子见分晓，有三个方法值得学习一下。

1：WaitOne

     该方法用于阻塞线程，默认是无限期的阻塞，有时我们并不想这样，而是采取超时阻塞的方法，如果超时就放弃阻塞，这样也就避免了无限期

       等待的尴尬。

2：Set

     手动修改信号量为True，也就是恢复线程执行。

3:ReSet

     手动修改信号量为False，暂停线程执行。

好了，下面举个例子说明一下。

<1>  信号量初始为False，WaitOne采用无限期阻塞，可以发现线程间可以进行交互。

 1 public class Example
 2 {
 3     public static void Main()
 4     {
 5         Thread t = new Thread(Run);
 6 
 7         t.Name = "Jack";
 8 
 9         Console.WriteLine("当前时间:{0}  {1} {1},我是主线程,收到请回答。", DateTime.Now, t.Name);
10 
11         t.Start();
12 
13         Thread.Sleep(5000);
14 
15         mr.Set();
16 
17         Console.Read();
18     }
19 
20     static ManualResetEvent mr = new ManualResetEvent(false);
21 
22     static void Run()
23     {
24         mr.WaitOne();
25 
26         Console.WriteLine("
当前时间:{0}  主线程，主线程,{1}已收到！", DateTime.Now, Thread.CurrentThread.Name);
27     }
28 }

<2> 信号量初始为True，WaitOne采用无限期阻塞，实验发现WaitOne其实并没有被阻塞。

 static ManualResetEvent mr = new ManualResetEvent(true);

<3>信号量初始为False，WaitOne采用超时2s，虽然主线程要等5s才能进行Set操作，但是WaitOne已经等不及提前执行了。

 1 public class Example
 2 {
 3     public static void Main()
 4     {
 5         Thread t = new Thread(Run);
 6 
 7         t.Name = "Jack";
 8 
 9         Console.WriteLine("当前时间:{0}  {1} {1},我是主线程,收到请回答。", DateTime.Now, t.Name);
10 
11         t.Start();
12 
13         Thread.Sleep(5000);
14 
15         mr.Set();
16 
17         Console.Read();
18     }
19 
20     static ManualResetEvent mr = new ManualResetEvent(false);
21 
22     static void Run()
23     {
24         mr.WaitOne(2000);
25 
26         Console.WriteLine("
当前时间:{0}  主线程，主线程,{1}已收到！", DateTime.Now, Thread.CurrentThread.Name);
27     }
28 }

二：AutoResetEvent

      在VS对象浏览器中，我们发现AutoResetEvent和ManualResetEvent都是继承于EventWaitHandle，所以基本功能是一样的，不过值得注意

的一个区别是WaitOne会改变信号量的值，比如说初始信号量为True，如果WaitOne超时信号量将自动变为False，而ManualResetEvent则不会。

 1 public class Example
 2 {
 3     public static void Main()
 4     {
 5         Thread t = new Thread(Run);
 6 
 7         t.Name = "Jack";
 8 
 9         t.Start();
10 
11         Console.Read();
12     }
13 
14     static AutoResetEvent ar = new AutoResetEvent(true);
15 
16     static void Run()
17     {
18         var state = ar.WaitOne(1000, true);
19 
20         Console.WriteLine("我当前的信号量状态:{0}", state);
21 
22         state = ar.WaitOne(1000, true);
23 
24         Console.WriteLine("我恨你，不理我，您现在的状态是:{0}", state);
25 
26     }
27 }

三：Semaphore 

     这玩意是.net 4.0新增的，用于控制线程的访问数量，默认的构造函数为initialCount和maximumCount，表示默认设置的信号量个数和

最大信号量个数，其实说到底，里面是采用计数器来来分配信号量，当你WaitOne的时候，信号量自减，当Release的时候，信号量自增，然而

当信号量为0的时候，后续的线程就不能拿到WaitOne了，所以必须等待先前的线程通过Release来释放。

好了，下面还是举例子来说明一下：

<1> initialCount=1,maximunCount=10,WaitOne采用无限期等待。

 1 namespace ConsoleApplication3
 2 {
 3     class Program
 4     {
 5         static void Main(string[] args)
 6         {
 7 
 8             Thread t1 = new Thread(Run1);
 9             t1.Start();
10 
11             Thread t2 = new Thread(Run2);
12             t2.Start();
13 
14             Console.Read();
15         }
16 
17         static Semaphore sem = new Semaphore(1, 10);
18 
19         static void Run1()
20         {
21             sem.WaitOne();
22 
23             Console.WriteLine("大家好，我是Run1");
24         }
25 
26         static void Run2()
27         {
28             sem.WaitOne();
29 
30             Console.WriteLine("大家好，我是Run2");
31         }
32     }
33 }

我们悲剧的发现t2线程不能执行，我们知道WaitOne相当于自减信号量，然而默认的信号量个数为1，所以t2想执行必须等待t1通过Release来释放。

1         static void Run1()
2         {
3             sem.WaitOne();
4 
5             Console.WriteLine("大家好，我是Run1");
6 
7             sem.Release();
8         }

可能有的同学要问，我不是设置了maximunCount=10吗？为什么没有起到作用？是的，默认情况下是没有起到作用，必须要我们手动干预一下，

我们知道调用Release方法相当于自增一个信号量，然而Release有一个重载，可以指定自增到maximunCount个信号量，这里我就在主线程上

Release(10),看看效果。

 1 namespace ConsoleApplication3
 2 {
 3     class Program
 4     {
 5         static void Main(string[] args)
 6         {
 7 
 8             Thread t1 = new Thread(Run1);
 9             t1.Start();
10 
11             Thread t2 = new Thread(Run2);
12             t2.Start();
13 
14             Thread.Sleep(1000);
15 
16             sem.Release(10);
17 
18             Console.Read();
19         }
20 
21         static Semaphore sem = new Semaphore(1, 10);
22 
23         static void Run1()
24         {
25             sem.WaitOne();
26 
27             Console.WriteLine("大家好，我是Run1");
28         }
29 
30         static void Run2()
31         {
32             sem.WaitOne();
33 
34             Console.WriteLine("大家好，我是Run2");
35         }
36     }
37 }

<2> Semaphore命名，升级进程交互。

      在VS对象浏览器中发现Semaphore是继承字WaitHandle，而WaitHandle封装了win32的一些同步机制，所以当我们给Semaphore命名的时候

就会在系统中可见，下面举个例子，把下面的代码copy一份，运行两个程序。

 1 namespace ConsoleApplication3
 2 {
 3     class Program
 4     {
 5         static void Main(string[] args)
 6         {
 7 
 8             Thread t1 = new Thread(Run1);
 9             t1.Start();
10 
11             Thread t2 = new Thread(Run2);
12             t2.Start();
13 
14             Console.Read();
15         }
16 
17         static Semaphore sem = new Semaphore(3, 10, "cnblogs");
18 
19         static void Run1()
20         {
21             sem.WaitOne();
22 
23             Console.WriteLine("当前时间:{0} 大家好，我是Run1", DateTime.Now);
24         }
25 
26         static void Run2()
27         {
28             sem.WaitOne();
29 
30             Console.WriteLine("当前时间:{0} 大家好，我是Run2", DateTime.Now);
31         }
32     }
33 }

是的，我设置了信号量是3个，所以只能有三个线程持有WaitOne，后续的线程只能苦苦的等待。