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深入浅出多线程系列之十:Wait 和Pulse

乜元魁
2023-12-01

Signaling with Wait and Pulse(等待和暂停的信号)

 

早期谈论过等待事件句柄(调用Wait的线程在没有收到另一个线程的通知前会一直阻塞)

Monitor借助它的静态方法WaitPulsePulseAll提供了一个更给力的信号构造,使用这些方法和lock语句,你可以自己实现AutoResetEventManualResetEventSemaphore。甚至WaitHandleWaitAllWaitAny方法了。

 

怎样使用Wait Pulse ?

1:定义一个同步对象,例如:

  Readonly object _locker=new object();

2:定义自己的阻塞条件中的字段。

  bool _go 或者 int _semaphoreCount;

3:当你想要阻塞的时候,包含下面的代码

  lock(_locker)

         while(<阻塞条件 >) //比如while (_go ==false)

                   Monitor.Wait(_locker);    //满足阻塞条件,开始阻塞。

4:当想要改变阻塞条件的时候,包含下面的代码:

     lock(_locker)

{

    //<更改阻塞条件中的字段>,比如_go=true;

         Monitor.Pulse(_locker); //或者: Monitor.PulseAll(_locker); //通知等待队列中的线程锁定对象状态的更改。

}

 

这个模式可以让你随时随地等待线程。下面是一个例子,worker线程在_go 字段变成true之前会一直等待。 

        static   readonly   object  _locker  =   new   object ();
        
static   bool  _go;

        
internal   static   void  Main()
        {
            
new  Thread(Work).Start();  // 新线程会被阻塞,因为_go == false
            Console.ReadLine();  // 等待用户输入

            
lock  (_locker)
            {
                _go 
=   true ; //改变阻塞条件
                Monitor.Pulse(_locker); 
// 通知等待的队列。
            }
        }

        
static   void  Work()
        {
            
lock  (_locker)
            {
                
while  ( ! _go)  // 只要_go字段是false,就等待。
                    Monitor.Wait(_locker);  // 在等待的时候,锁已经被释放了。
            }

            Console.WriteLine(
" 被唤醒了 " );
        }

 

为了线程安全,确保所有共享的字段在读取的时候都加锁了。 

Work方法会一直阻塞,等待_go字段变成trueMonitor.Wait方法按顺序的做了以下的操作。

1:释放锁_locker;

2:阻塞锁,直到_locker ”pulsed”

3:重新在_locker 上获取锁,如果锁已经被其他线程获得,那么线程开始阻塞,直到锁变得可用为止。

 

lock (_locker)
{
    While(
! _go)
        Monitor.Wait(_locker); 
// 释放锁
    
// 已经重新获取了锁。
}

 

如果我们抛弃该模式,例如移除while循环。_go字段和ReadLine方法等:

        static   object  _locker  =   new   object ();

        
internal   static   void  Main()
        {
            
new  Thread(Work).Start();
            
lock  (_locker) Monitor.Pulse(_locker);
        }

        
static   void  Work()
        {
            
lock  (_locker) Monitor.Wait(_locker);
            Console.WriteLine(
" 被唤醒了 " );
        }
 

那么程序运行的结果又如何呢?

实际上输出是不确定的,有可能你不能显示“被唤醒了”。

主要原因是主线程和Work线程之间存在着竞争关系,如果Wait方法先执行,那么可以正常显示,但是如果Pulse方法先执行,pulse就会丢失,worker线程就会永远的等待。这种行为和AutoResetEvent不同,AutoResetEventSet方法有一种记忆的效果,所以即使它在WaitOne方法前调用,它仍然有效。

 

但是Pulse没有记忆功能,因为你希望自己实现记忆功能,就像我们之前使用_go 标志一样,

这就是为什么WaitPulse是通用的原因:使用一个boolean 标志,我们可以实现AutoResetEvent的功能,使用一个integer标志,我们可以实现 CountdownEvent,Semaphore.使用更复杂的结构,我么可以写一些更复杂的构造,例如 生产/消费者队列。

 

下篇文章会介绍生产/消费者队列。

 

 

参考资料:

http://www.albahari.com/threading/

CLR Via C# 3.0

 

 

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