C# 线程同步

摘要

在C#中，线程同步是一种机制，用于控制多个线程访问共享资源的顺序，以避免数据竞争和不一致性问题。C#提供了多种线程同步技术，包括但不限于锁（lock）、监视器（Monitor）、信号量（Semaphore）、事件（EventWaitHandle、AutoResetEvent、ManualResetEvent）和互斥体（Mutex）。

正文

AutoResetEvent

AutoResetEvent是.net线程简易同步方法中的一种。AutoResetEvent 常常被用来在两个线程之间进行信号发送

两个线程共享相同的AutoResetEvent对象，线程1可以通过调用AutoResetEvent对象的WaitOne()方法进入等待状态，然后另外一个线程2通过调用AutoResetEvent对象的Set()方法取消等待的状态。

AutoResetEvent如何工作的

在内存中保持着一个bool值，如果bool值为False，则使线程阻塞，反之，如果bool值为True,则使线程退出阻塞。当我们创建AutoResetEvent对象的实例时，我们在函数构造中传递默认的bool值，以下是实例化AutoResetEvent的例子。

WaitOne 方法

该方法阻止当前线程继续执行，并使线程进入等待状态以获取其他线程发送的信号。WaitOne将当前线程置于一个休眠的线程状态。WaitOne方法收到信号后将返回True，否则将返回False。

Set 方法

AutoResetEvent Set方法发送信号到等待线程以继续其工作。

一个例子

C#
int Data = 0;
AutoResetEvent autoReset = new AutoResetEvent(false);

private void btnTest_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Thread t=new Thread(() => { ReturnData(); });
    t.Start();
    lblValue.Text = "等待中...";
    autoReset.WaitOne();//等待线程完成
    lblValue.Text = $"取得Value{Data}";
}

private void ReturnData()
{
    Thread.Sleep(5000);
    Data=new Random().Next(1,999);
    autoReset.Set();//发送信号
}

这样好像Sleep把窗口要冻结5秒，我们修改一下。

C#
int Data = 0;
AutoResetEvent autoReset = new AutoResetEvent(false);

private void btnTest_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Thread thread = new Thread(Do);
    thread.Start();
}

private void Do()
{
    Thread t = new Thread(() => { ReturnData(); });
    t.Start();
    this.BeginInvoke(() =>
    {
        lblValue.Text = "等待中...";
    });
    autoReset.WaitOne();
    this.BeginInvoke(() =>
    {
        lblValue.Text = $"取得Value{Data}";
    });
}

private void ReturnData()
{
    Thread.Sleep(5000);
    Data = new Random().Next(1, 999);
    autoReset.Set();
}

信号量（Semaphore）

C#
// 创建一个信号量实例，假设有3个银行柜台，即最多允许3个线程同时访问
private static Semaphore _semaphore = new Semaphore(3, 3);

static void Main(string[] args)
{
    for (int i = 1; i <= 10; i++) // 模拟10个顾客
    {
        Thread customerThread = new Thread(new ParameterizedThreadStart(Customer));
        customerThread.Start(i);
    }
}

private static void Customer(object customerId)
{
    Console.WriteLine($"顾客{customerId} 正在等待使用银行柜台");
    _semaphore.WaitOne(); // 顾客尝试访问柜台，如果没有空闲的柜台，顾客将等待

    Console.WriteLine($"顾客{customerId} 开始使用银行柜台");
    Thread.Sleep(new Random().Next(1000, 5000)); // 模拟顾客使用银行柜台的时间

    Console.WriteLine($"顾客{customerId} 完成使用，离开银行柜台");
    _semaphore.Release(); // 顾客完成使用，释放柜台资源
}

在这个例子中，我们首先创建了一个信号量_semaphore，它的初始计数和最大计数都设置为3，表示最多允许3个线程同时访问受限资源（银行柜台）。然后，我们模拟了10个顾客（线程）尝试使用银行柜台。

每个顾客（线程）在尝试使用银行柜台之前，都会调用_semaphore.WaitOne()方法。这个方法会尝试减少信号量的计数。如果计数大于0，表示有柜台可用，当前线程将继续执行并模拟使用柜台的过程。如果计数为0，表示没有柜台可用，当前线程将被阻塞，直到某个其他线程调用_semaphore.Release()释放柜台（即增加信号量的计数），当前线程才有机会继续执行。

每个顾客（线程）使用完柜台后，都会调用_semaphore.Release()方法来释放柜台，这样其他正在等待的顾客（线程）就有机会使用柜台了。

通过这个例子，你可以看到信号量如何用于控制对有限资源的并发访问。

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摘要

正文

一个例子

信号量（Semaphore）