C#多线程学习(六) 互斥对象

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 MutexgM1;
　　 static MutexgM2;
　　 const int ITERS = 100 ;
　　 static AutoResetEventEvent1 = new AutoResetEvent( false );
　　 static AutoResetEventEvent2 = new AutoResetEvent( false );
　　 static AutoResetEventEvent3 = new AutoResetEvent( false );
　　 static AutoResetEventEvent4 = new AutoResetEvent( false );

　　 public static void Main(String[]args)
　　{
Console.WriteLine( " MutexSample " );
// 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( " -MainOwnsgM1andgM2 " );

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;

MutexSampletm = new MutexSample();
Threadt1 = new Thread( new ThreadStart(tm.t1Start));
Threadt2 = new Thread( new ThreadStart(tm.t2Start));
Threadt3 = new Thread( new ThreadStart(tm.t3Start));
Threadt4 = 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( " -MainreleasesgM1 " );
gM1.ReleaseMutex(); // 线程t2,t3结束条件满足

Thread.Sleep( 1000 );
Console.WriteLine( " -MainreleasesgM2 " );
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( " MutexSample " );
Console.ReadLine();
　　}

　　 public void t1Start()
　　{
Console.WriteLine( " t1Startstarted,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( " t1Startfinished,Mutex.WaitAll(Mutex[])satisfied " );
Event1.Set(); // 线程结束，将Event1设置为有信号状态
　　}
　　 public void t2Start()
　　{
Console.WriteLine( " t2Startstarted,gM1.WaitOne() " );
gM1.WaitOne(); // 等待gM1的释放
Console.WriteLine( " t2Startfinished,gM1.WaitOne()satisfied " );
Event2.Set(); // 线程结束，将Event2设置为有信号状态
　　}
　　 public void t3Start()
　　{
Console.WriteLine( " t3Startstarted,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;
Mutex.WaitAny(gMs); // 等待数组中任意一个Mutex对象被释放
Console.WriteLine( " t3Startfinished,Mutex.WaitAny(Mutex[]) " );
Event3.Set(); // 线程结束，将Event3设置为有信号状态
　　}
　　 public void t4Start()
　　{
Console.WriteLine( " t4Startstarted,gM2.WaitOne() " );
gM2.WaitOne(); // 等待gM2被释放
Console.WriteLine( " t4Startfinished,gM2.WaitOne() " );
Event4.Set(); // 线程结束，将Event4设置为有信号状态
　　}
}
}

程序的输出结果：

MutexSample
- MainOwnsgM1andgM2
t1Startstarted,Mutex.WaitAll(Mutex[])
t2Startstarted,gM1.WaitOne()
t3Startstarted,Mutex.WaitAny(Mutex[])
t4Startstarted,gM2.WaitOne()
- MainreleasesgM1
t2Startfinished,gM1.WaitOne()satisfied
t3Startfinished,Mutex.WaitAny(Mutex[])
- MainreleasesgM2
t1Startfinished,Mutex.WaitAll(Mutex[])satisfied
t4Startfinished,gM2.WaitOne()
MutexSample

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。