C#執行緒學習筆記五：執行緒同步--事件構造-有解無憂

本筆記摘抄自：https://www.cnblogs.com/zhili/archive/2012/07/23/Event_Constructor.html，記錄一下學習程序以備后續查用，

前面講的執行緒同步主要是用戶模式的（CLR Via C# 一書中是這么定義的，書中說到執行緒同步分兩種：一、用戶模式構造二、內核模式構造），對于內核模式構造

（指的的是構造操作系內核物件），我們使用.NET Framework中的類如AutoResetEvent、Semaphore中方法來實作執行緒同步，其實其內部是呼叫作業系統中的內核

物件來實作的執行緒同步，此時就會將執行緒從托管代碼轉為內核代碼，而用戶模式構造，因為沒有呼叫作業系統內核物件，所以執行緒只會在用戶的托管代碼上執行，

一、WaitHandle基類介紹

System.Threading命名空間中提供了一個WaitHandle 的抽象基類，此類就是包裝了一個Windows內核物件的句柄（句柄可以理解為標示了物件實體的一個數字，

具體大家可以查資料深入理解下，在這里只是提出理解句柄也是很重要的），

在.NET Framework中提供了從WaitHandle類派生的類，它們的繼承關系為：

WaitHandle

　 EventWaitHandle

AutoResetEvent

ManualResetEvent

Semaphore

Mutex

當我們用建構式來實體化AutoResetEvent、ManualResetEvent、Semaphore、Mutex這些類的物件時，其內部都呼叫了Win32 CreateEvent或者

CreateEvent函式或者CreateSemaphore或者CreateMutex函式，這些函式呼叫回傳的句柄值都保存在WaitHandle基類定義的SafeWaitHandle欄位中，

二、事件(Event)類實作執行緒同步

2.1 AutoResetEvent （自動重置事件）

2.1.1先講講AutoResetEvent類的建構式，其定義為：

public AutoResetEvent(bool initialState);

建構式中用一個bool 型別的初始狀態來設定AutoResetEvent物件的狀態，如果要將AutoResetEvent物件的初始狀態設定為終止，則傳入bool值為true；

若要設定為非終止，則傳入bool值為false，

2.2.2WaitOne方法定義：

public virtual bool WaitOne(int millisecondsTimeout);

該方法用來阻塞執行緒，當在指定的時間間隔還沒有收到一個信號時，將回傳false，

呼叫Set方法發信號來釋放等待執行緒，

在使用程序中WaitOne方法和Set方法都是成對出現的：

一個用于阻塞執行緒，等待信號；

一個用來釋放等待執行緒(就是說呼叫set方法來發送一個信號，此時WaitOne接受到信號，就釋放阻塞的執行緒，執行緒就可以繼續運行，)

執行緒通過呼叫AutoResetEvent的WaitOne方法來等待信號，如果AutoResetEvent物件為非終止狀態，則執行緒被阻止，直到執行緒呼叫Set方法來恢復執行緒執行；

如果AutoResetEvent為終止狀態時，則執行緒不會被阻止，此時AutoResetEvent將立即釋放執行緒并回傳為非終止狀態（指出有執行緒在使用資源的一種狀態），

下面代碼演示AutoResetEvent的使用：

    class Program
    {
        //創建物件
        public static AutoResetEvent autoResetEvent = new AutoResetEvent(false);

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 執行緒同步：AutoResetEvent的使用
            Console.WriteLine("Main thread start run at: " + DateTime.Now.ToLongTimeString());
            Thread thread = new Thread(WaitOneMethod);
            thread.Start();

            //阻塞主執行緒3秒鐘
            Thread.Sleep(3000);

            //釋放執行緒
            autoResetEvent.Set();
            Console.Read();
            #endregion
        }

        /// <summary>
        /// WaitOne方法
        /// </summary>
        public static void WaitOneMethod()
        {
            autoResetEvent.WaitOne();
            Console.WriteLine("Method restart run at: " + DateTime.Now.ToLongTimeString());
        }
    }

運行結果如下：

若創建物件時，把它改為public static AutoResetEvent autoResetEvent = new AutoResetEvent(true); ，看到的輸出結果的時間就是一樣的了，因為設定為True時，

表示此時已經為終止狀態了，因此，autoResetEvent.Set()可以理解為將autoResetEvent的狀態設定為終止狀態，因而釋放執行緒，

上面用到的是沒帶引數的WaitOne方法，該方法表示無限制阻塞執行緒，直到收到一個事件為止（通過Set方法來發送一個信號），

通過bool WaitOne(int millisecondsTimeout)，當超時時，執行緒即使沒收到Set發來的信號，也將不再阻塞執行緒而讓它繼續運行，只是WaitOne方法回傳的值不一樣：

當收到Set信號時回傳值為True，否則回傳值為false，

下面代碼演示WaitOne(millisecondsTimeout)的使用：

    class Program
    {
        //創建物件
        public static AutoResetEvent autoResetEvent = new AutoResetEvent(false);

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 執行緒同步：WaitOne(millisecondsTimeout)的使用
            Console.WriteLine("Main thread start run at: " + DateTime.Now.ToLongTimeString());
            Thread thread = new Thread(WaitOneTimeoutMethod);
            thread.Start();

            //阻塞主執行緒3秒鐘
            Thread.Sleep(3000);

            //釋放執行緒
            autoResetEvent.Set();
            Console.Read();
            #endregion
        }

        /// <summary>
        /// WaitOneTimeout方法
        /// </summary>
        public static void WaitOneTimeoutMethod()
        {
            if (autoResetEvent.WaitOne(2000))
            {
                Console.WriteLine("Get signal to work.");
                Console.WriteLine("Method restart run at: " + DateTime.Now.ToLongTimeString());
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("Time out to work.");
                Console.WriteLine("Method restart run at: " + DateTime.Now.ToLongTimeString());
            }
        }
    }

運行結果如下：

若把Thread.Sleep(3000);設為Thread.Sleep(1000);，此時執行緒將收到Set發過來的信號，得到的結果將是Get signal to work，時間相差就只有1秒了，

2.2 ManualResetEvent(手動重置事件)

ManualResetEvent和AutoResetEvent的使用方法很類似，因為他們都是從EventWaitHandle類派生的，不過他們還是有些區別：

2.2.1AutoResetEvent 為終止狀態(true)時，如果執行緒呼叫WaitOne方法的話執行緒是不會被阻止的，此時AutoResetEvent將立即釋放執行緒并回傳到非終止狀態(false)，

在這之后如果執行緒再次呼叫WaitOne方法的話，執行緒將會被阻止，(注：呼叫WaitOne方法自動改變狀態，僅對初始狀態為終止狀態時有效，)

2.2.2ManualResetEvent為終止狀態(true)時，如果執行緒呼叫WaitOne方法的話執行緒也是不會被阻止的，此ManualResetEvent將立即釋放執行緒但不會回傳到非終止

狀態(false)，除非我們手動將狀態改為終止狀態(false)，否則在這之后如果執行緒再次呼叫WaitOne方法的話，執行緒不會被阻止，

下面代碼演示兩者的區別：

    class Program
    {
        //創建物件
        public static AutoResetEvent autoResetEvent = new AutoResetEvent(false);
        public static ManualResetEvent manualResetEvent = new ManualResetEvent(false);

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 執行緒同步：ManualResetEvent的使用
            Console.WriteLine("Main thread start run at: " + DateTime.Now.ToLongTimeString());

            Thread threadAuto = new Thread(AutoResetEventMethod);
            threadAuto.Start();
            autoResetEvent.Set();
            threadAuto = new Thread(AutoResetEventMethod);
            threadAuto.Start();

            Thread threadManual = new Thread(ManualResetEventMethod);
            threadManual.Start();
            manualResetEvent.Set();
            threadManual = new Thread(ManualResetEventMethod);
            threadManual.Start();

            Console.Read();
            #endregion
        }

        /// <summary>
        /// AutoResetEvent方法
        /// </summary>
        public static void AutoResetEventMethod()
        {
            autoResetEvent.WaitOne();
            Console.WriteLine("Autoresetevent method restart run at: " + DateTime.Now.ToLongTimeString());
        }

        /// <summary>
        /// ManualResetEvent方法
        /// </summary>
        public static void ManualResetEventMethod()
        {
            manualResetEvent.WaitOne();
            Console.WriteLine("Manualresetevent method restart run at: " + DateTime.Now.ToLongTimeString());
        }
    }

運行結果如下：

2.3 跨行程之間同步

內核模式構造可實作同一臺機器上的不同行程中的執行緒進行同步，因此可以使用AutoResetEvent來實作此功能，此時需要對AutoResetEvent進行命名，

但是AutoResetEvent只提供了帶一個引數的建構式，該如何實作呢？

辦法還是有的，因為AutoResetEvent是繼承自EventWaitHandle類，而EventWaitHandle類有多個建構式，

除了之前的方法創建AutoResetEvent物件外，還可以通過EventWaitHandle autoEvent = new EventWaitHandle (false, EventResetMode.Auto,"My");這樣

的方式來構造AutoResetEvent物件，此方式指定了名稱，

下面代碼演示跨行程之間的執行緒同步：

第一個行程代碼：

    class Program
    {
        //創建物件
        public static EventWaitHandle autoEventFirst = new EventWaitHandle(false, EventResetMode.AutoReset, "First");
        public static EventWaitHandle autoEventSecond = new EventWaitHandle(false, EventResetMode.AutoReset, "Second");

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 使用AutoResetEvent實作跨行程之間的執行緒同步
            Console.WriteLine("First main thread start run at: " + DateTime.Now.ToLongTimeString());
            Thread thread = new Thread(EventWaitHandleMethod);
            thread.Start();

            //為了有時間去啟動另外一個行程
            Thread.Sleep(15000);
            autoEventFirst.Set();
            autoEventSecond.Set();
            Console.Read();
            #endregion
        }

        /// <summary>
        /// EventWaitHandle方法
        /// </summary>
        public static void EventWaitHandleMethod()
        {
            autoEventFirst.WaitOne();
            Console.WriteLine("First method start at:" + DateTime.Now.ToLongTimeString());
        }
    }

第二個行程代碼：

    class Program
    {
        //創建物件
        public static EventWaitHandle autoEventSecond = new EventWaitHandle(false, EventResetMode.AutoReset, "Second");
        static void Main(string[] args)
        {
            #region 通過AutoResetEvent實作跨行程間的執行緒同步
            Console.WriteLine("Second main thread start run at: " + DateTime.Now.ToLongTimeString());
            Thread thread = new Thread(EventWaitHandleMethod);
            thread.Start();
            Console.Read();
            #endregion
        }

        /// <summary>
        /// EventWaitHandle方法
        /// </summary>
        public static void EventWaitHandleMethod()
        {
            autoEventSecond.WaitOne();
            Console.WriteLine("Second method start at:" + DateTime.Now.ToLongTimeString());
        }
    }

運行結果如下：

從結果可以看出，第一個行程的autoEventSecond.Set();信號發出后，第二個行程可以收到并釋放執行緒，

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標籤：C#

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