关于C#中AutoResetEvent和ManualResetEvent的一点学习心得

桃扇骨 2022-03-29 06:08 272阅读 0赞

C\#中的AutoResetEvent和ManualResetEvent用于实现线程同步。其基本工作原理是多个线程持有同一个XXXResetEvent，在这个XXXResetEvent未被set前，各线程都在WaitOne()除挂起；在这个XXXResetEvent被set后，所有被挂起的线程中有一个（AutoResetEvent的情况下）或全部（ManualResetEvent的情况下）恢复执行。

AutoResetEvent与ManualResetEvent的差别在于某个线程在WaitOne()被挂起后重新获得执行权时，是否自动reset这个事件(Event)，前者是自动reset的，后者不是。所以从这个角度上也可以解释上段提到的“在这个XXXResetEvent被set后，所有被挂起的线程中有一个（AutoResetEvent的情况下）或全部（ManualResetEvent的情况下）恢复执行”——因为前者一旦被某个线程获取后，立即自动reset这个事件(Event)，所以其他持有前者的线程之后WaitOne()时又被挂起；而后者被某个获取后，不会自动reset这个事件(Event)，所以后续持有后者的线程在WaitOne()时不会被挂起。

C-sharp代码

1.  namespace AutoResetEvent\_Examples \{
2.  class MyMainClass \{
3.  /\* 
4.   \* 构造方法的参数设置成false后，表示创建一个没有被set的AutoResetEvent
5.   \* 这就导致所有持有这个AutoResetEvent的线程都会在WaitOne()处挂起
6.   \* 此时如果挂起的线程数比较多，那么你看一下自己的内存使用量……。
7.   \* 如果将参数设置成true，表示创建一个被set的AutoResetEvent
8.   \* 持有这个AutoResetEvent的线程们会竞争这个Event
9.   \* 此时，在其他条件满足的情况下
10.  \* 至少会有一个线程得到执行
11.  \* 而不是因得不到Event而导致所有线程都得不到执行
12.  \*/
13. static AutoResetEvent myResetEvent = new AutoResetEvent(false);
14. static int \_Count = 0;
15. static void Main() \{
16. Thread myThread = null;
17. for(int i = 0;i < 100;i++) \{
18. myThread = new Thread(new ThreadStart(MyThreadProc));
19. myThread.Name = "Thread" \+ i;
20. myThread.Start();
21. \}
22. myResetEvent.Set();
23. Console.Read();
24. \}
25. static void MyThreadProc() \{
26. myResetEvent.WaitOne();
27. \_Count++;
28. Console.WriteLine("In thread:\{0\},label=\{1\}.",Thread.CurrentThread.Name,\_Count);
29. 
30. myResetEvent.Set();
31. \}
32. \}
33. \}

C-sharp代码

1.  namespace ManualResetEvent\_Examples \{
2.  class MyMainClass \{
3.  /\* 
4.   \* 构造方法的参数设置成false后，表示创建一个没有被set的ManualResetEvent
5.   \* 这就导致所有持有这个ManualResetEvent的线程都会在WaitOne()处挂起
6.   \* 此时如果挂起的线程数比较多，那么你看一下自己的内存使用量……。
7.   \* 如果将参数设置成true，表示创建一个被set的ManualResetEvent
8.   \* 持有这个ManualResetEvent的线程们在其他条件满足的情况下
9.   \* 会同时得到执行（注意，是同时得到执行！所以本例中的\_Count的结果一般是不正确的^\_^）
10.  \* 而不是因得不到Event而导致所有线程都得不到执行
11.  \*/
12. static ManualResetEvent myResetEvent = new ManualResetEvent(false);
13. static int \_Count = 0;
14. static void Main() \{
15. Thread myThread = null;
16. for(int i = 0;i < 1000;i++) \{
17. myThread = new Thread(new ThreadStart(MyThreadProc));
18. myThread.Name = "Thread" \+ i;
19. myThread.Start();
20. \}
21. myResetEvent.Set();
22. Console.Read();
23. \}
24. static void MyThreadProc() \{
25. myResetEvent.WaitOne();
26. \_Count++;
27. /\*
28.  \* 在new ManualResetEvent(false);的情况下
29.  \* 下面的输出结果可能比较诡异：多个线程都输出label=1000！
30.  \* 一种可能的原因是多个线程在各自执行到\_Count++后，被挂起
31.  \* 随后打印的\_Count值就不是本线程中刚刚修改过的\_Count值了。
32.  \*/
33. Console.WriteLine("In thread:\{0\},\_Count=\{1\}.",Thread.CurrentThread.Name,\_Count);
34. \}
35. \}
36. \}

set是让事件(Event)发生，而reset是让事件(Event)复位或者说忽略已经的事件(Event)。WaitOne是等待事件(Event)的发生，之后继续向下执行，否则一直等待。

在构造AutoResetEvent和ManualResetEvent的时候，它们的构造方法里需要一个参数initState，中文版MSDN（2005和2008）上的解释是“若要将初始状态设置为终止，则为 true；若要将初始状态设置为非终止，则为false。”，我看了一个下午，没弄明白，而看一下英文版后大概就明白了“A value that you set to**true**to set the initial state of the specified event to signaled. Set this value to**false**to set the initial state of the event to nonsignaled.”（参见：[http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ee432364.aspx][http_msdn.microsoft.com_en-us_library_ee432364.aspx]），大体意思是说这个参数决定是否在构造这个Event的时候就设置它为“发生”状态（signaled），如果是，则设置为true，也就是说持有这个Event的一个或多个线程在一开始就可以执行，而不需要挂起，至少是不会全部挂起（持有AutoResetEvent的一个或多个线程在任意时刻至多有一个线程在执行；持有ManualResetEvent的一个或多个线程会同时执行），否则为false（持有AutoResetEvent和ManualResetEvent的所有线程都将挂起，因为事件(Event)没有被set，即事件没有发生）。

另外稍微提一下，我在做多线程测试的时候，发现在线程数少的情况下，即使多个线程不做任何同步，如果对一个公共变量进行非互斥式修改时，不会至少很难出现不一致的情况，比如开100个线程，这个线程不做任何同步就分别给一个公共变量执行加1操作，那么结果在绝绝绝大部分的情况下是100！所以，我最后就下了狠心，把线程数增加到1000个，这个时候才出现问题，但问题也不是想象得那么严重——结果在991-1000之间！

再有，MSDN上对Monitor的Wait和Pulse两个方法用法的举例会导致死锁，一种死锁的执行顺序是：

1、线程tSecond在SecondThread()中执行到while(Monitor.Wait(m\_smplQueue,1000))后，释放m\_smplQueue的锁，线程tSecond挂起；

2、线程tFirst在FirstThread()中执行到Monitor.Wait(m\_smplQueue)之前耗费的时间超过1000毫秒，此时线程tSecond退出，线程tFirst挂起，并且从此以后不会被恢复！

可以使用如下改动过的代码验证：

C-sharp代码

1.  public void FirstThread() \{
2.  int counter = 0;
3.  lock(m\_smplQueue) \{
4.  Console.WriteLine("11");
5.  while(counter < MAX\_LOOP\_TIME) \{
6.  //Wait, if the queue is busy.
7.  Console.WriteLine("12");
8.  Monitor.Wait(m\_smplQueue);
9.  Console.WriteLine("13");
10. //Push one element.
11. m\_smplQueue.Enqueue(counter);
12. Console.WriteLine("14");
13. //Release the waiting thread.
14. Monitor.Pulse(m\_smplQueue);
15. Console.WriteLine("15");
16. counter++;
17. Console.WriteLine("16");
18. \}
19. \}
20. \}
21. public void SecondThread() \{
22. lock(m\_smplQueue) \{
23. Console.WriteLine("21");
24. //Release the waiting thread.
25. Monitor.Pulse(m\_smplQueue);
26. Console.WriteLine("22");
27. //Wait in the loop, while the queue is busy.
28. //Exit on the time-out when the first thread stops. 
29. while(Monitor.Wait(m\_smplQueue,1000)) \{
30. Console.WriteLine("23");
31. //Pop the first element.
32. int counter = (int) m\_smplQueue.Dequeue();
33. Console.WriteLine("24");
34. //Print the first element.
35. Console.WriteLine(counter.ToString());
36. Console.WriteLine("25");
37. //Release the waiting thread.
38. Monitor.Pulse(m\_smplQueue);
39. Console.WriteLine("26");
40. \}
41. Console.WriteLine("27");
42. \}
43. \}

[http_msdn.microsoft.com_en-us_library_ee432364.aspx]: http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ee432364.aspx