重新想象 Windows 8 Store Apps (48) - 多线程之其他辅助类: SpinWait, SpinLock, Volatile, SynchronizationContext, CoreDispatcher, ThreadLocal, ThreadStaticAttribute
原文:
重新想象 Windows 8 Store Apps (48) - 多线程之其他辅助类: SpinWait, SpinLock, Volatile, SynchronizationContext, CoreDispatcher, ThreadLocal, ThreadStaticAttribute
重新想象 Windows 8 Store Apps (48) - 多线程之其他辅助类: SpinWait, SpinLock, Volatile, SynchronizationContext, CoreDispatcher, ThreadLocal, ThreadStaticAttribute
作者：webabcd
介绍
重新想象 Windows 8 Store Apps 之 多线程操作的其他辅助类
- SpinWait - 自旋等待
- SpinLock - 自旋锁
- volatile - 必在内存
- SynchronizationContext - 在指定的线程上同步数据
- CoreDispatcher - 调度器，用于线程同步
- ThreadLocal - 用于保存每个线程自己的数据
- ThreadStaticAttribute - 所指定的静态变量对每个线程都是唯一的
示例
1、演示 SpinWait 的使用
Thread/Other/SpinWaitDemo.xaml.cs
/* * SpinWait - 自旋等待，一个低级别的同步类型。它不会放弃任何 cpu 时间，而是让 cpu 不停的循环等待 * * 适用场景：多核 cpu ，预期等待时间非常短（几微秒） * 本例只是用于描述 SpinWait 的用法，而不代表适用场景 */ using System; using System.Threading; using Windows.UI.Xaml.Controls; using Windows.UI.Xaml.Navigation; namespace XamlDemo.Thread.Other { public sealed partial class SpinWaitDemo : Page { public SpinWaitDemo() { this.InitializeComponent(); } protected override void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs e) { lblMsg.Text = DateTime.Now.ToString("mm:ss.fff"); SpinWait.SpinUntil( () => // 以下条件成立时，结束等待 { return false; } // 如果此超时时间过后指定的条件还未成立，则强制结束等待 ,1000); lblMsg.Text += Environment.NewLine; lblMsg.Text += DateTime.Now.ToString("mm:ss.fff"); SpinWait.SpinUntil( () => // 以下条件成立时，结束等待 { return DateTime.Now.Second % 2 == 0; }); lblMsg.Text += Environment.NewLine; lblMsg.Text += DateTime.Now.ToString("mm:ss.fff"); } } }
2、演示 SpinLock 的使用
Thread/Other/SpinLockDemo.xaml.cs
/* * SpinLock - 自旋锁，一个低级别的互斥锁。它不会放弃任何 cpu 时间，而是让 cpu 不停的循环等待，直至锁变为可用为止 * * 适用场景：多核 cpu ，预期等待时间非常短（几微秒） * 本例只是用于描述 SpinLock 的用法，而不代表适用场景 */ using System.Collections.Generic; using System.Threading; using System.Threading.Tasks; using Windows.UI.Xaml.Controls; using Windows.UI.Xaml.Navigation; namespace XamlDemo.Thread.Other { public sealed partial class SpinLockDemo : Page { private static int _count; public SpinLockDemo() { this.InitializeComponent(); } protected async override void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs e) { SpinLock spinLock = new SpinLock(); List<Task> tasks = new List<Task>(); // 一共 100 个任务并行执行，每个任务均累加同一个静态变量 100000 次，以模拟并发访问静态变量的场景 for (int i = 0; i < 100; i++) { Task task = Task.Run( () => { bool lockTaken = false; try { // IsHeld - 锁当前是否已由任何线程占用 // IsHeldByCurrentThread - 锁是否由当前线程占用 // 要获取 IsHeldByCurrentThread 属性，则 IsThreadOwnerTrackingEnabled 必须为 true，可以在构造函数中指定，默认就是 true // 进入锁，lockTaken - 是否已获取到锁 spinLock.Enter(ref lockTaken); for (int j = 0; j < 100000; j++) { _count++; } } finally { // 释放锁 if (lockTaken) spinLock.Exit(); } }); tasks.Add(task); } // 等待所有任务执行完毕 await Task.WhenAll(tasks); lblMsg.Text = "count: " + _count.ToString(); } } }
3、演示 volatile 的使用
Thread/Other/VolatileDemo.xaml
<Page x:Class="XamlDemo.Thread.Other.VolatileDemo" xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation" xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml" xmlns:local="using:XamlDemo.Thread.Other" xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008" xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006" mc:Ignorable="d"> <Grid Background="Transparent"> <StackPanel Margin="120 0 0 0"> <TextBlock FontSize="14.667" LineHeight="20"> <Run>如果编译器认为某字段无外部修改，则为了优化会将其放入寄存器</Run> <LineBreak /> <Run>标记为 volatile 的字段，则必然会被放进内存</Run> <LineBreak /> <Run>编写 Windows Store Apps 后台任务类的时候，如果某个字段会被后台任务的调用者修改的话，就要将其标记为 volatile，因为这种情况下编译器会认为此字段无外部修改</Run> </TextBlock> </StackPanel> </Grid> </Page>
4、演示 SynchronizationContext 的使用
Thread/Other/SynchronizationContextDemo.xaml.cs
/* * SynchronizationContext - 在指定的线程上同步数据 * Current - 获取当前线程的 SynchronizationContext 对象 * Post(SendOrPostCallback d, object state) - 同步数据到此 SynchronizationContext 所关联的线程上 */ using System; using Windows.System.Threading; using Windows.UI.Xaml.Controls; using Windows.UI.Xaml.Navigation; namespace XamlDemo.Thread.Other { public sealed partial class SynchronizationContextDemo : Page { System.Threading.SynchronizationContext _syncContext; public SynchronizationContextDemo() { this.InitializeComponent(); // 获取当前线程，即 UI 线程 _syncContext = System.Threading.SynchronizationContext.Current; ThreadPoolTimer.CreatePeriodicTimer( (timer) => { // 在指定的线程（UI 线程）上同步数据 _syncContext.Post( (ctx) => { lblMsg.Text = DateTime.Now.ToString("mm:ss.fff"); }, null); }, TimeSpan.FromMilliseconds(100)); } } }
5、演示 CoreDispatcher 的使用
Thread/Other/CoreDispatcherDemo.xaml.cs
/* * CoreDispatcher - 调度器，用于线程同步 */ using System; using Windows.System.Threading; using Windows.UI.Core; using Windows.UI.Xaml; using Windows.UI.Xaml.Controls; namespace XamlDemo.Thread.Other { public sealed partial class CoreDispatcherDemo : Page { public CoreDispatcherDemo() { this.InitializeComponent(); // 获取 UI 线程的 CoreDispatcher CoreDispatcher dispatcher = Window.Current.Dispatcher; ThreadPoolTimer.CreatePeriodicTimer( (timer) => { // 通过 CoreDispatcher 同步数据 // var ignored = this.Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.Normal, var ignored = dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.Normal, () => { lblMsg.Text = DateTime.Now.ToString("mm:ss.fff"); }); }, TimeSpan.FromMilliseconds(100)); } } }
6、演示 ThreadLocal 的使用
Thread/Other/ThreadLocalDemo.xaml.cs
/* * ThreadLocal<T> - 用于保存每个线程自己的数据，T - 需要保存的数据的数据类型 * ThreadLocal(Func<T> valueFactory, bool trackAllValues) - 构造函数 * valueFactory - 指定当前线程个性化数据的初始值 * trackAllValues - 是否需要获取所有线程的个性化数据 * T Value - 当前线程的个性化数据 * IList<T> Values - 获取所有线程的个性化数据（trackAllValues == true 才能获取） * * * 注：ThreadStaticAttribute 与 ThreadLocal<T> 的作用差不多 */ using System; using System.Threading; using System.Threading.Tasks; using Windows.UI.Xaml.Controls; using Windows.UI.Xaml.Navigation; namespace XamlDemo.Thread.Other { public sealed partial class ThreadLocalDemo : Page { System.Threading.SynchronizationContext _syncContext; public ThreadLocalDemo() { this.InitializeComponent(); // 获取当前线程，即 UI 线程 _syncContext = System.Threading.SynchronizationContext.Current; } protected override void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs e) { ThreadLocal<string> localThread = new ThreadLocal<string>( () => "ui thread webabcd", // ui 线程的个性化数据 false); Task.Run(() => { // 此任务的个性化数据 localThread.Value = "thread 1 webabcd"; _syncContext.Post((ctx) => { lblMsg.Text += Environment.NewLine; lblMsg.Text += ctx.ToString(); }, localThread.Value); }); Task.Run(() => { // 此任务的个性化数据 localThread.Value = "thread 2 webabcd"; _syncContext.Post((ctx) => { lblMsg.Text += Environment.NewLine; lblMsg.Text += ctx.ToString(); }, localThread.Value); }); lblMsg.Text += localThread.Value; } } }
7、演示 ThreadStaticAttribute 的使用
Thread/Other/ThreadStaticAttributeDemo.xaml.cs
/* * ThreadStaticAttribute - 所指定的静态变量对每个线程都是唯一的 * * * 注：ThreadStaticAttribute 与 ThreadLocal<T> 的作用差不多 */ using System; using System.Threading.Tasks; using Windows.UI.Xaml.Controls; using Windows.UI.Xaml.Navigation; namespace XamlDemo.Thread.Other { public sealed partial class ThreadStaticAttributeDemo : Page { // 此静态变量对每个线程都是唯一的 [ThreadStatic] private static int _testValue = 0; System.Threading.SynchronizationContext _syncContext; public ThreadStaticAttributeDemo() { this.InitializeComponent(); // 获取当前线程，即 UI 线程 _syncContext = System.Threading.SynchronizationContext.Current; } protected override void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs e) { Task.Run(() => { _testValue = 10; _syncContext.Post((testValue) => { lblMsg.Text += Environment.NewLine; // 此 Task 上的 _testValue 的值 lblMsg.Text += "thread 1 testValue: " + testValue.ToString(); }, _testValue); }); Task.Run(() => { _testValue = 100; _syncContext.Post((testValue) => { lblMsg.Text += Environment.NewLine; // 此 Task 上的 _testValue 的值 lblMsg.Text += "thread 2 testValue: " + testValue.ToString(); }, _testValue); }); // ui 线程上的 _testValue 的值 lblMsg.Text = "ui thread testValue: " + _testValue.ToString(); } } }
OK
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