[C#学习笔记之多线程2]多线程同步与并发访问共享资源工具—Lock、Monitor、Mutex、Semaphore...

“线程同步”的含义

当一个进程启动了多个线程时，如果需要控制这些线程的推进顺序（比如A线程必须等待B和C线程执行完毕之后才能继续执行），则称这些线程需要进行“线程同步（thread synchronization）”。

线程同步的道理虽然简单，但却是给多线程开发带来复杂性的根源之一。当线程同步不好时，有可能会出现一种特殊的情形——死锁（Dead Lock）。

“死锁”的含义

死锁表示系统进入了一个僵化状态，所有线程都没有执行完毕，但却谁也没法继续执行。究其根源，是因为“进程推进顺序不当”和“资源共享”。如例：

1）进程推进顺序不当造成死锁

using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; using System.Threading; namespace JoinLeadToDeadlock { class Program { static Thread mainThread; static void Main(string[] args) { Console.WriteLine("主线程开始运行"); mainThread = Thread.CurrentThread; Thread ta = new Thread(new ThreadStart(ThreadAMethod)); ta.Start(); //线程A开始执行 Console.WriteLine("主线程等待线程A结束……"); ta.Join(); //等待线程A结束 Console.WriteLine("主线程退出"); } static void ThreadAMethod() { for (int i = 0; i < 10; i++) { Console.WriteLine(Convert.ToString(i) + ": 线程A正在执行"); Thread.Sleep(1000); } Console.WriteLine("线程A等待主线程退出……"); mainThread.Join(); //等待主线程结束 } } } 在该例中，主线程mainThread先开始执行，然后启动线程ta，线程ta执行结束前又要等待mainThread线程执行结束，这样就出现了“交叉等待”的局面，必然死锁！

2）共享资源造成死锁

所谓“共享资源”，指的是多个线程可以同时访问的数据结构、文件等信息实体。

using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; using System.Threading; namespace SharedResourceLeadToDeadlock { class Program { //共享资源 static SharedResource R1 = new SharedResource(); static SharedResource R2 = new SharedResource(); static void Main(string[] args) { Thread th1 = new Thread(UseSharedResource1); Thread th2 = new Thread(UseSharedResource2); th1.Start(); th2.Start(); //等待两线程运行结束 th1.Join(); th2.Join(); } static void UseSharedResource1() { System.Console.WriteLine("线程{0}申请使用资源R1", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Monitor.Enter(R1); //对R1加锁 System.Console.WriteLine("线程{0}独占使用资源R1", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Thread.Sleep(1000); System.Console.WriteLine("线程{0}申请使用资源R2", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Monitor.Enter(R2); //对R2加锁 System.Console.WriteLine("线程{0}独占使用资源R2", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Thread.Sleep(1000); System.Console.WriteLine("线程{0}资源R2使用完毕，放弃", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Monitor.Exit(R2); //对R2解锁 System.Console.WriteLine("线程{0}资源R1使用完毕，放弃", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Monitor.Exit(R1); //对R1解锁 } static void UseSharedResource2() { System.Console.WriteLine("线程{0}申请使用资源R2", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Monitor.Enter(R2); //对R2加锁 System.Console.WriteLine("线程{0}独占使用资源R2", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Thread.Sleep(500); System.Console.WriteLine("线程{0}申请使用资源R1", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Monitor.Enter(R1); //对R1加锁 System.Console.WriteLine("线程{0}独占使用资源R1", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Thread.Sleep(500); System.Console.WriteLine("线程{0}资源R1使用完毕，放弃", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Monitor.Exit(R1); //对R1解锁 System.Console.WriteLine("线程{0}资源R2使用完毕，放弃", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Monitor.Exit(R2); //对R2解锁 } } class SharedResource { } }

在该例中，线程th1执行时先申请使用R1，然后再申请使用R2，而线程th2执行时先申请R2，然后再申请R1，这样对于线程th1和th2，就会造成各自拥有一个对方需要的资源部释放，而又同时申请一个对方已经占有的资源，必然会造成死锁。

多线程数据存取错误

当多个线程访问同一个数据时，如果不对读和写的顺序作出限定，例如一个线程正在读而另一个数据尝试写，则读数据的线程得到的数据就可能出错。这也是多线程带来的问题。如例：

using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; using System.Threading; namespace SharedResourceLeadToDataError { class Program { static void Main(string[] args) { Thread[] ths = new Thread[4]; for (int i = 0; i < 4; i++) { ths[i]=new Thread(increaseCount); ths[i].Start(); } System.Console.ReadKey(); } static void increaseCount() { Random ran = new Random(); Thread.Sleep(ran.Next(100, 5000)); int beginNum = SharedResource.Count; System.Console.WriteLine("线程 {0} 读到的起始值为 {1} ", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, beginNum ); for (int i = 0; i < 10000; i++) { beginNum ++; } SharedResource.Count = beginNum; System.Console.WriteLine("线程 {0} 结束，SharedResource.Count={1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,SharedResource.Count); } } class SharedResource { public static int Count = 0; } }

四个线程同时读写共享变量ShareResource.Count，由于未对读写进行控制，所以必然会造成数据存取错误！

线程同步与并发访问控制手段

正如为了解决车辆交通问题，人们建立了红绿灯的交通控制手段一样，可以为线程设定一套控制机制，以实现线程间的同步，以及保证以正确的顺序来访问共享资源。为了保护应用程序的资源不被破坏，为多线程程序提供了三种加锁的机制，分别是：Monitor类、Lock关键字和Mutex类。

1、Monitor类

（1）使用方法

• Monitor对象的Enter方法可用于向共享资源申请一把“独占锁”。当一个线程拥有特定共享资源的独占锁时，尝试访问同一共享资源的其他线程只能等待。
• Monitor对象的Exit方法用于释放锁。
• 要注意：Enter与Exit方法必须严格配对，否则，有可能出现死锁情况。
• Monitor可以锁定单个对象，也可以锁定一个类型的静态字段或属性

1）.Monitor.Enter(共享资源对象);
2）.Monitor.Enter(typeof(共享资源类型));

using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; using System.Threading; //展示用Monitor访问共享资源 namespace UseMonitor1 { class Program { static void Main(string[] args) { SharedResource obj = new SharedResource(); Thread[] ths = new Thread[4]; for (int i = 0; i < 4; i++) { ths[i] = new Thread(increaseCount); ths[i].Start(obj); } System.Console.ReadKey(); } static void increaseCount(Object obj) { //访问实例字段 VisitDynamicField(obj); //访问静态字段 VisitStaticField(); } //访问静态字段 private static void VisitStaticField() { //访问静态字段 Monitor.Enter(typeof(SharedResource)); int beginNumber = SharedResource.StaticCount; System.Console.WriteLine("线程 {0} 读到的StaticCount起始值为 {1} ", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, beginNumber); for (int i = 0; i < 10000; i++) { beginNumber++; } SharedResource.StaticCount = beginNumber; System.Console.WriteLine("线程 {0} 结束， SharedResource.StaticCount={1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, SharedResource.StaticCount); Monitor.Exit(typeof(SharedResource)); } //访问实例字段 private static void VisitDynamicField(Object obj) { Monitor.Enter(obj); int beginNumber = (obj as SharedResource).DynamicCount; System.Console.WriteLine("线程 {0} 读到的DynamicCount起始值为 {1} ", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, beginNumber); for (int i = 0; i < 10000; i++) { beginNumber++; } (obj as SharedResource).DynamicCount = beginNumber; System.Console.WriteLine("线程 {0} 结束，Obj.DynamicCount={1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, (obj as SharedResource).DynamicCount); Monitor.Exit(obj); } } //共享资源类 class SharedResource { public int DynamicCount = 0; //多线程共享的实例字段 public static int StaticCount = 0; //多线程共享的静态字段 } } Monitor类的使用模板：

Monitor.Enter(共享资源对象); //申请对象锁

//得到了对象锁，可以对共享资源进行访问，
//其他线程只能等待
//访问共享资源
//对共享资源的访问完成，释放对象锁，
//让其他线程有机会访问共享资源

Monitor.Exit(obj);

（2）Monitor的特殊注意之处：

Monitor一般只用于访问引用类型的共享资源，如果将其施加于值类型变量，则值类型变量将会被装箱，而当调用Exit方法时，虽然是同一个值类型变量，但实际上此值类型变量又会被第二次装箱，这将导致Enter方法所访问的对象与Exit方法所访问的不是同一个，Monitor对象将会引发SynchronizationLockException。
因此，不要将Monitor用于值类型！

（3）Monitor.Wait()和Monitor.Pulse()

Wait()释放对象上的锁，以便允许其他线程锁定和访问该对象。在其他线程访问对象时，调用线程将等待。
Pulse(),PulseAll()向一个或多个等待线程发送信号。该信号通知等待线程锁定对象的状态已更改，并且锁的所有者准备释放该锁。等待线程被放置在对象的就绪队列中以便它可以最后接收对象锁。一旦线程拥有了锁，它就可以检查对象的新状态以查看是否达到所需状态。PulseAll与Pulse方法类似，不过它是向所有在阻塞队列中的进程发送通知信号，如果只有一个线程被阻塞，那么请使用Pulse方法。
注意：Pulse、PulseAll和Wait方法必须从同步的代码块内调用。

例1：

using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; using System.Threading; namespace UseMonitor2 { class Program { static void Main(string[] args) { //创建共享资源 SharedResource obj = new SharedResource(); //创建线程对象并启动 Thread tha = new Thread(ThreadMethodA); Thread thb = new Thread(ThreadMethodB); tha.Start(obj); thb.Start(obj); //程序暂停 System.Console.ReadKey(); } static void ThreadMethodA(Object obj) { Monitor.Enter(obj); (obj as SharedResource).DynamicCount += 100; System.Console.WriteLine("线程A完成工作，obj.DynamicCount={0}", (obj as SharedResource).DynamicCount); Monitor.Pulse(obj); //通知B线程进入准备队列 Monitor.Exit(obj); } static void ThreadMethodB(Object obj) { Monitor.Enter(obj); //A线程还未工作，因为字段保持初始值0 //如果注释掉此条件判断语句，则有可能会发生死锁 if((obj as SharedResource).DynamicCount == 0) Monitor.Wait(obj);//将本线程阻塞，进入阻塞队列等待 (obj as SharedResource).DynamicCount += 100; System.Console.WriteLine("线程B完成工作，obj.DynamicCount={0}", (obj as SharedResource).DynamicCount); Monitor.Exit(obj); } } //共享资源类 class SharedResource { public int DynamicCount = 0; //多线程共享的实例字段 } }

例2：

using System.Threading; public class Program { static object ball = new object(); public static void Main() { Thread threadPing = new Thread( ThreadPingProc ); Thread threadPong = new Thread( ThreadPongProc ); threadPing.Start(); threadPong.Start(); } static void ThreadPongProc() { System.Console.WriteLine("ThreadPong: Hello!"); lock ( ball ) for (int i = 0; i < 5; i++) { System.Console.WriteLine("ThreadPong: Pong "); Monitor.Pulse( ball ); Monitor.Wait( ball ); } System.Console.WriteLine("ThreadPong: Bye!"); } static void ThreadPingProc() { System.Console.WriteLine("ThreadPing: Hello!"); lock ( ball ) for(int i=0; i< 5; i++) { System.Console.WriteLine("ThreadPing: Ping "); Monitor.Pulse( ball ); Monitor.Wait( ball ); } System.Console.WriteLine("ThreadPing: Bye!"); } }

可能的执行结果：

ThreadPing: Hello! ThreadPing: Ping ThreadPong: Hello! ThreadPong: Pong ThreadPing: Ping ThreadPong: Pong ThreadPing: Ping ThreadPong: Pong ThreadPing: Ping ThreadPong: Pong ThreadPing: Ping ThreadPong: Pong ThreadPing: Bye!

当threadPing进程进入ThreadPingProc锁定ball并调用Monitor.Pulse( ball )后，它通知threadPong从阻塞队列进入准备队列，当threadPing调用Monitor.Wait( ball )阻塞自己后，它放弃了了对ball的锁定，所以threadPong得以执行。

因此，可以借助Monitor.Pulse()来控制进程的推进顺序。

//A线程执行的代码 lock(obj) { //访问共享资源obj Monitor.Pulse(obj); //通知B 线程可以访问共享资源obj了 } --------------------------------------------------------------- //B线程执行的代码 lock(obj) { Monitor.Wait(obj); //等待A 线程完成 //访问共享资源obj }

2、Lock关键字

C#使用Lock关键字来简化Monitor的用法。lock就是对Monitor的Enter和Exit的一个封装，而且使用起来更简洁，因此Monitor类的Enter()和Exit()方法的组合使用可以用lock关键字替代。

lock(obj)

{

//访问共享资源代码段

}

等价于：

Monitor.Enter(obj);
//访问共享资源代码段
Monitor.Exit(obj);

using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; using System.Threading; //展示用Monitor访问共享资源 namespace UseMonitor1 { class Program { static void Main(string[] args) { SharedResource obj = new SharedResource(); Thread[] ths = new Thread[4]; for (int i = 0; i < 4; i++) { ths[i] = new Thread(increaseCount); ths[i].Start(obj); } System.Console.ReadKey(); } static void increaseCount(Object obj) { //访问实例字段 VisitDynamicField(obj); //访问静态字段 VisitStaticField(); } //访问静态字段 private static void VisitStaticField() { //访问静态字段 lock (typeof(SharedResource)) { int beginNumber = SharedResource.StaticCount; System.Console.WriteLine("线程 {0} 读到的StaticCount起始值为 {1} ", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, beginNumber); for (int i = 0; i < 10000; i++) { beginNumber++; } SharedResource.StaticCount = beginNumber; System.Console.WriteLine("线程 {0} 结束， SharedResource.StaticCount={1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, SharedResource.StaticCount); } } //访问实例字段 private static void VisitDynamicField(Object obj) { lock (obj) { int beginNumber = (obj as SharedResource).DynamicCount; System.Console.WriteLine("线程 {0} 读到的DynamicCount起始值为 {1} ", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, beginNumber); for (int i = 0; i < 10000; i++) { beginNumber++; } (obj as SharedResource).DynamicCount = beginNumber; System.Console.WriteLine("线程 {0} 结束，Obj.DynamicCount={1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, (obj as SharedResource).DynamicCount); } } } //共享资源类 class SharedResource { public int DynamicCount = 0; //多线程共享的实例字段 public static int StaticCount = 0; //多线程共享的静态字段 } }

3、自旋锁SpinLock

当一个线程需要访问共享资源时，它可以调用SpinLock.Enter或SpinLock.TryEnter方法申请独占锁，如果暂时不能获得锁（这时可能运行于另一个CPU核上的线程正在访问共享资源），当前线程就会“空转”若干个时钟周期，然后再次尝试。在这个过程中，线程的状态仍是Running，从而避免了操作系统进行一次线程上下文切换所带来的开销。

public class MyType { //创建自旋锁对象 private SpinLock _spinLock = new SpinLock(); //将被多线程执行的代码， //由于使用了自旋锁，可以保证被“锁定”代码一次只会被一个线程执行 public void DoWork() { bool lockTaken = false; try { _spinLock.Enter(ref lockTaken); //申请获取“锁” // 获得了锁，在此书写工作代码，这些工作代码不会同时被两个线程执行 } finally { //工作完毕，或者发生异常时，检查一下当前线程是否占有了锁 //如果占有了锁，释放它，以避免出现死锁的情况。 if (lockTaken) _spinLock.Exit(); } } }

4、实现原子操作——Interlocked类

Interlocked类是一种互锁操作，提供对多个线程共享的变量进行同步访问的方法，互锁操作具有 原子性，即整个操作时不能由相同变量上的另一个互锁操作所中断的单元。

这个类提供了Increment、Decrement、Add静态方法用于对int或long型变量的递增、递减或相加操作。还提供了Exchange（为整型或引用对象赋值）、CompareExchange（比较后再对整型或引用对象赋值），用于为整型或引用类型的赋值提供原子操作。

在大多数计算机上，增加变量操作不是一个原子操作，需要执行下列步骤：

1. 将实例变量中的值加载到寄存器中。
2. 增加或减少该值。
3. 在实例变量中存储该值。

如果不使用 Increment 和 Decrement，线程会在执行完前两个步骤后被抢先。 然后由另一个线程执行所有三个步骤。 当第一个线程重新开始执行时，它覆盖实例变量中的值，造成第二个线程执行增减操作的结果丢失。

利用Interlocked类类解决生产者-消费者关系中的竞争条件问题：（例子来自《周长发——c#面向对象编程》

// Interlocked.cs // Interlocked示例 using System; using System.Threading; class Test { private long bufferEmpty = 0; private string buffer = null; static void Main() { Test t = new Test(); // 进行测试 t.Go(); } public void Go() { Thread t1 = new Thread(new ThreadStart(Producer)); t1.Name = "生产者线程"; t1.Start(); Thread t2 = new Thread(new ThreadStart(Consumer)); t2.Name = "消费者线程"; t2.Start(); // 等待两个线程结束 t1.Join(); t2.Join(); } // 生产者方法 public void Producer() { Console.WriteLine("{0}：开始执行", Thread.CurrentThread.Name); try { for (int j = 0; j < 16; ++j) { // 等待共享缓冲区为空 while (Interlocked.Read(ref bufferEmpty) != 0) Thread.Sleep(100); // 构造共享缓冲区 Random r = new Random(); int bufSize = r.Next() % 64; char[] s = new char[bufSize]; for (int i = 0; i < bufSize; ++i) { s[i] = (char)((int)'A' + r.Next() % 26); } buffer = new string(s); Console.WriteLine("{0}：{1}", Thread.CurrentThread.Name, buffer); // 互锁加一，成为1，标志共享缓冲区已满 Interlocked.Increment(ref bufferEmpty); // 休眠，将时间片让给消费者 Thread.Sleep(10); } Console.WriteLine("{0}：执行完毕", Thread.CurrentThread.Name); } catch (System.Threading.ThreadInterruptedException) { Console.WriteLine("{0}：被终止", Thread.CurrentThread.Name); } } // 消费者方法 public void Consumer() { Console.WriteLine("{0}：开始执行", Thread.CurrentThread.Name); try { for (int j = 0; j < 16; ++j) { while (Interlocked.Read(ref bufferEmpty) == 0) Thread.Sleep(100); // 打印共享缓冲区 Console.WriteLine("{0}：{1}", Thread.CurrentThread.Name, buffer); // 互锁减一，成为0，标志共享缓冲区已空 Interlocked.Decrement(ref bufferEmpty); // 休眠，将时间片让给生产者 Thread.Sleep(10); } Console.WriteLine("{0}：执行完毕", Thread.CurrentThread.Name); } catch (System.Threading.ThreadInterruptedException) { Console.WriteLine("{0}：被终止", Thread.CurrentThread.Name); } } }

5、Mutex类

Mutex与Monitor类似，需要注意的是Mutex分两种：一种是本地Mutex一种是系统级Mutex，系统级Mutex可以用来进行跨进程间的线程的同步。尽管 mutex 可以用于进程内的线程同步，但是使用 Monitor 通常更为可取，因为监视器是专门为 .NET Framework 而设计的，因而它可以更好地利用资源。相比之下，Mutex 类是 Win32 构造的包装。尽管 mutex 比监视器更为强大，但是相对于 Monitor 类，它所需要的互操作转换更消耗计算资源。

一个线程要想访问共享资源，它必须调用Mutex对象的Wait系列方法之一提出申请。当申请得到批准的线程完成了对于共享资源的访问后，它调用Mutex对象的ReleaseMutex()方法释放对于共享资源的访问权。

利用多线程模拟3个人在ATM上多次提款操作：

using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; using System.Threading; namespace UseATM { class Program { static ATM OneATM=new ATM(); //共享资源 static void Main(string[] args) { //向公共帐号存款2万 Console.Write("输入公司公共帐户的金额:"); int PublicAcountMoney =Convert.ToInt32(Console.ReadLine()); OneATM.Deposit(PublicAcountMoney); Console.Write("输入ATM中的现金额:"); int ATMLeftMoney = Convert.ToInt32(Console.ReadLine()); OneATM.SetATMLeftMoney(ATMLeftMoney); System.Console.WriteLine("\n敲任意键从公共帐户中取钱，ESC键退出……\n"); while (System.Console.ReadKey(true).Key !=ConsoleKey.Escape) { System.Console.WriteLine(""); Thread One = new Thread(WithDrawMoney); Thread Two = new Thread(WithDrawMoney); Thread Three = new Thread(WithDrawMoney); //随机生成一个要提款的数额，最少100元，最高5000元 Random ran = new Random(); One.Start(ran.Next(100, 5000)); Two.Start(ran.Next(100, 5000)); Three.Start(ran.Next(100, 5000)); //等三人取完钱 One.Join(); Two.Join(); Three.Join(); System.Console.WriteLine("公共账号剩余{0}元，ATM中可提现金：{1}", OneATM.QueryPublicAccount(),OneATM.QueryATMLeftAccount()); } } //线程函数 static void WithDrawMoney(object amount) { switch(OneATM.WithDraw((int)amount)) { case WithDrawState.Succeed: System.Console.WriteLine("成功取出{0}元。",amount ); break; case WithDrawState.ATMHasNotEnoughCash: System.Console.WriteLine("ATM中现金不足，无法支取{0}元。", amount); break ; case WithDrawState.AccountHasNotEnoughMoney: System.Console.WriteLine("帐户中没钱了！无法取出{0}元",amount); break ; } } } //自助取款机 class ATM { private int PublicAcountLeftMoney;//帐户剩余的钱 private int ATMLeftMoney;//提款机剩余的钱 //同步信息号量 private Mutex m = new Mutex(); //取钱 public WithDrawState WithDraw(int amount) { m.WaitOne(); //公共帐号钱不够 if (PublicAcountLeftMoney < amount) { m.ReleaseMutex(); return WithDrawState.AccountHasNotEnoughMoney; } //ATM现金不够 if (ATMLeftMoney < amount) { m.ReleaseMutex(); return WithDrawState.ATMHasNotEnoughCash; } //用户可以提取现金 ATMLeftMoney -= amount; PublicAcountLeftMoney -= amount; m.ReleaseMutex(); return WithDrawState.Succeed; } //存钱 public void Deposit(int amount) { m.WaitOne(); PublicAcountLeftMoney += amount; m.ReleaseMutex(); } ///

/// 设置ATM的现金金额 ///

/// public void SetATMLeftMoney(int amount) { Interlocked.Exchange(ref ATMLeftMoney, amount); } //获取还剩余多少钱 public int QueryPublicAccount() { return PublicAcountLeftMoney; } ///

/// 查询ATM剩余多少钱 ///

/// public int QueryATMLeftAccount() { return ATMLeftMoney; } } //取款状态 public enum WithDrawState { Succeed, //取钱成功 AccountHasNotEnoughMoney, //账号中没钱了 ATMHasNotEnoughCash //ATM中没有足够的现金 } } 可能的运行结果：

输入公司公共帐户的金额:200000 输入ATM中的现金额:6000000 敲任意键从公共帐户中取钱，ESC键退出…… 成功取出1249元。 成功取出643元。 成功取出4958元。 公共账号剩余193150元，ATM中可提现金：5993150 成功取出1168元。 成功取出3650元。 成功取出2707元。 公共账号剩余185625元，ATM中可提现金：5985625 成功取出3866元。 成功取出402元。 成功取出2397元。 公共账号剩余178960元，ATM中可提现金：5978960 成功取出4485元。 成功取出1701元。 成功取出3354元。 公共账号剩余169420元，ATM中可提现金：5969420
Mustex与Monitor有一个很大的区别：

Mutex可以用来同步属于不同应用程序或者进程的线程，而Monitor没有这个能力。

为了说明这个区别，我们将生产者和消费者线程分别放在两个应用程序中，在两个应用程序中都各自创建一个同名的Mutex对象，并利用他们来对生产者和消费者线程同步：

生产者线程所在应用程序代码：

// Mutex1.cs // Mutex1示例 using System; using System.IO; using System.Threading; using System.Diagnostics; class Test { static void Main() { Test t = new Test(); // 进行测试 t.Go(); } public void Go() { // 创建并启动线程 Thread t1 = new Thread(new ThreadStart(Producer)); t1.Name = "生产者线程"; t1.Start(); // 等待线程结束 t1.Join(); Console.WriteLine("按Enter键退出..."); Console.Read(); } // 生产者方法 public void Producer() { Console.WriteLine("{0}：开始执行", Thread.CurrentThread.Name); // 创建互斥体 Mutex mutex = new Mutex(false, "CSharp_Mutex_test"); // 启动消费者进程 Process.Start("Mutex2.exe"); for (int j = 0; j < 16; ++j) { try { // 进入互斥体 mutex.WaitOne(); FileStream fs = new FileStream(@"d:\text.txt", FileMode.OpenOrCreate, FileAccess.Write); StreamWriter sw = new StreamWriter(fs); // 构造字符串 Random r = new Random(); int bufSize = r.Next() % 64; char[] s = new char[bufSize]; for (int i = 0; i < bufSize; ++i) { s[i] = (char)((int)'A' + r.Next() % 26); } string str = new string(s); // 将字符串写入文件 sw.WriteLine(str); sw.Close(); Console.WriteLine("{0}：{1}", Thread.CurrentThread.Name, str); } catch (System.Threading.ThreadInterruptedException) { Console.WriteLine("{0}：被终止", Thread.CurrentThread.Name); break; } finally { // 退出互斥体 mutex.ReleaseMutex(); } // 休眠，将时间片让给消费者 Thread.Sleep(1000); } // 关闭互斥体 mutex.Close(); Console.WriteLine("{0}：执行完毕", Thread.CurrentThread.Name); } } 消费者线程所在应用程序代码：
// Mutex2.cs // Mutex2示例 using System; using System.IO; using System.Threading; class Test { static void Main() { Test t = new Test(); // 进行测试 t.Go(); } public void Go() { // 创建并启动线程 Thread t2 = new Thread(new ThreadStart(Consumer)); t2.Name = "消费者线程"; t2.Start(); // 等待线程结束 t2.Join(); Console.WriteLine("按Enter键退出..."); Console.Read(); } // 消费者方法 public void Consumer() { Console.WriteLine("{0}：开始执行", Thread.CurrentThread.Name); // 创建互斥体 Mutex mutex = new Mutex(false, "CSharp_Mutex_test"); for (int j = 0; j < 16; ++j) { try { // 进入互斥体 mutex.WaitOne(); StreamReader sr = new StreamReader(@"d:\text.txt"); string s = sr.ReadLine(); sr.Close(); // 显示字符串的值 Console.WriteLine("{0}：{1}", Thread.CurrentThread.Name, s); } catch (System.Threading.ThreadInterruptedException) { Console.WriteLine("{0}：被终止", Thread.CurrentThread.Name); break; } finally { // 退出互斥体 mutex.ReleaseMutex(); } // 休眠，将时间片让给消费者 Thread.Sleep(1000); } // 关闭互斥体 mutex.Close(); Console.WriteLine("{0}：执行完毕", Thread.CurrentThread.Name); } }
我们分别编译这两个文件，然后运行Mutex1，他会在另一个窗口中启动Mutex2，可能的结果如下：

6、Semaphore

Semaphore可以 限制可同时访问某一资源或资源池的线程数。

Semaphore类在内部维护一个计数器，当一个线程调用Semaphore对象的Wait系列方法时，此计数器减一，只要计数器还是一个正数，线程就不会阻塞。当计数器减到0时，再调用Semaphore对象Wait系列方法的线程将被阻塞，直到有线程调用Semaphore对象的Release()方法增加计数器值时，才有可能解除阻塞状态。

示例说明：
图书馆都配备有若干台公用计算机供读者查询信息，当某日读者比较多时，必须排队等候。UseLibraryComputer实例用多线程模拟了多人使用多台计算机的过程

using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; using System.Threading; namespace UseLibraryComputer { class Program { //图书馆拥有的公用计算机 private const int ComputerNum = 3; private static Computer[] LibraryComputers; //同步信号量 public static Semaphore sp = new Semaphore( ComputerNum, ComputerNum); static void Main(string[] args) { //图书馆拥有ComputerNum台电脑 LibraryComputers = new Computer[ComputerNum]; for (int i = 0; i

（2012/5/31 22:51 It's time to go to sleep......)