[转]线程同步

时间：2014-12-25 12:43:12 阅读：200 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

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在情景一、情景二中，我分别介绍了当多线程遇到 “资源争用”、“限量使用” 情形时的解决方案，本篇是本系列的最后一种情形，会介绍几种用于解决线程通信的方案。

情景三：我让你动，你才能动！

大锤：“老板，拿这个手机让我看看”。

大锤：“这是手机吗？？？分别就只是一个壳子”。

老板：“呀，这可能是生产上出了问题，我给你换一个！”

大锤：“老板，你这是当我是傻子呢？还是傻子呢？还是傻子呢？这回给我的手机怎么没有电源啊！我要怎么开机啊！”

万万没想到，经过千挑万选，最终还是找到了一个配件完整的手机。

老板回去后发现了原因是：生产和上线销售两个环节没有搭配好，当生产的环节还没有结束时，就把中间产物拿去销售了。

解决办法：所有动作不能擅自执行，必须服从命令，当生产环节完成时会通知上线环节，然后才被允许拿到市场上去销售。

问题抽象：当某个操作的执行必须依赖于另一个操作的完成时，需要有个机制来保证这种先后关系。

线程通信方案：ManualResetEventSlim、ManualResetEvent、AutoResetEvent

方案特性：提供线程通知的能力，没有接到通知前，线程必须等待，有先后顺序。

各方案间的区别

在继续阅读前，请确保你已经对用户模式构造、内核模式构造和混合模式构造有所了解，如果尚未了解，建议您先阅读情景一中相关章节。

内核模式（kernal-mode)

ManualResetEvent 和 AutoResetEvent 都继承自 EventWaitHandle 并最终与 Mutex 和 Semaphore 一样拥有共同的祖宗： WaitHandle。在前面几篇中我有讲过 WaitHandle 是一个抽象类，包装了 Windows 操作系统的内核对象句柄。

ManualResetEvent: 中文理解就是手动重置事件（这里的事件并不是我们通常意义中按钮的那种事件，更多的应该理解为一个通告）。所有事件的初始状态都为 “不可用”，任何在等待该事件的线程都将一直等待下去。只有当通过 Set 方法释放了一个信号后，等待该事件的线程才被允许执行所需的操作。如果不手动重置，那么状态一直为 “可用”，任何等待该事件的线程可以继续执行操作。只有当调用 Reset 方法后，状态才会变为 “不可用”。通过 WaitOne 来请求状态，从而决定是否执行操作。

这个特点，有点类似红绿灯，当绿灯亮起，所有机动车都被允许通过，直到再次变成红灯。

与 Mutex 不同的是，Reset 和 Set 操作可以由不同的线程发起。如：

    ManualResetEvent s = new ManualResetEvent(false);
 
    Task.Factory.StartNew(() =>
    {
        s.Set();
    });
 
    Task.Factory.StartNew(() =>
    {
        s.Reset();
    });
     
    Task.Factory.StartNew(() =>
    {
        s.WaitOne();
    });

优点：提供线程间通信的能力，可以跨进程使用。

缺点：速度慢于用户模式、混合模式构造，稍快于 mutex。

AutoResetEvent: 顾名思义，就是自动重置事件。如果 ManulResetEvent 相当于红绿灯，那 AutoResetEvent 就类似高速入口的闸机，杆抬起一次，通过一辆车。第二辆车要重新等待杆抬起。当调用 Set 后，状态变成 “可用”，但只要一执行 WaitOne 请求状态后，状态即可变成 “不可用”（这个过程不需要 Reset 方法的参与）。

优点：提供线程间通信的能力，可以跨进程使用。

缺点：速度慢于用户模式、混合模式构造，稍快于 mutex。

更多关于 ManualResetEvent 和 AutoResetEvent 的使用区别，请参考《ManualResetEvent 和 AutoResetEvent 快速扫盲》。

混合模式（hybrid-mode)

在 .Net 4.0 时候引入了 ManualResetEventSlim 来提高性能。下面是 MSDN 的原话：

在 .NET Framework 4 版中，当等待时间预计非常短时，并且当事件不会跨越进程边界时，可使用 System.Threading.ManualResetEventSlim 类以获得更好的性能。当等待事件变为已发出信号状态的过程中，ManualResetEventSlim 短时间内会使用繁忙旋转。 当等待时间很短时，旋转的开销相对于使用等待句柄来进行等待的开销会少很多。 但是，如果事件在某个时间段内没有变为已发出信号状态，则 ManualResetEventSlim 会采用常规的事件处理等待。

--- 《ManualResetEvent 和 ManualResetEventSlim》

ManualResetEventSlim 的用法与 ManualResetEvent 几乎相似，只是原先使用 WaitOne 的地方需要使用 Wait 代替。

优点：提供线程间通信的能力。

缺点：不能跨进程使用，速度快于内核模式构造。