C#多线程学习(六) 互斥对象

如何控制好多个线程相互之间的联系，不产生冲突和重复，这需要用到互斥对象，即：System.Threading 命名空间中的 Mutex 类。

我们可以把Mutex看作一个出租车，乘客看作线程。乘客首先等车，然后上车，最后下车。当一个乘客在车上时，其他乘客就只有等他下车以后才可以上车。而线程与Mutex对象的关系也正是如此，线程使用Mutex.WaitOne()方法等待Mutex对象被释放，如果它等待的Mutex对象被释放了，它就自动拥有这个对象，直到它调用Mutex.ReleaseMutex()方法释放这个对象，而在此期间，其他想要获取这个Mutex对象的线程都只有等待。

下面这个例子使用了Mutex对象来同步四个线程，主线程等待四个线程的结束，而这四个线程的运行又是与两个Mutex对象相关联的。

其中还用到AutoResetEvent类的对象，可以把它理解为一个信号灯。这里用它的有信号状态来表示一个线程的结束。
// AutoResetEvent.Set()方法设置它为有信号状态
// AutoResetEvent.Reset()方法设置它为无信号状态

Mutex 类的程序示例：

using  System;
using  System.Threading;

namespace  ThreadExample
{
     public   class  MutexSample
    {
　　     static  Mutex gM1;
　　     static  Mutex gM2;
　　     const   int  ITERS  =   100 ;
　　     static  AutoResetEvent Event1  =   new  AutoResetEvent( false );
　　     static  AutoResetEvent Event2  =   new  AutoResetEvent( false );
　　     static  AutoResetEvent Event3  =   new  AutoResetEvent( false );
　　     static  AutoResetEvent Event4  =   new  AutoResetEvent( false );

　　     public   static   void  Main(String[] args)
　　    {
            Console.WriteLine( " Mutex Sample  " );
             // 创建一个Mutex对象，并且命名为MyMutex
            gM1  =   new  Mutex( true , " MyMutex " );
             // 创建一个未命名的Mutex 对象.
            gM2  =   new  Mutex( true );
            Console.WriteLine( "  - Main Owns gM1 and gM2 " );

            AutoResetEvent[] evs  =   new  AutoResetEvent[ 4 ];
            evs[ 0 ]  =  Event1;  // 为后面的线程t1,t2,t3,t4定义AutoResetEvent对象
            evs[ 1 ]  =  Event2; 
            evs[ 2 ]  =  Event3; 
            evs[ 3 ]  =  Event4; 

            MutexSample tm  =   new  MutexSample( );
            Thread t1  =   new  Thread( new  ThreadStart(tm.t1Start));
            Thread t2  =   new  Thread( new  ThreadStart(tm.t2Start));
            Thread t3  =   new  Thread( new  ThreadStart(tm.t3Start));
            Thread t4  =   new  Thread( new  ThreadStart(tm.t4Start));
            t1.Start( ); //  使用Mutex.WaitAll()方法等待一个Mutex数组中的对象全部被释放
            t2.Start( ); //  使用Mutex.WaitOne()方法等待gM1的释放
            t3.Start( ); //  使用Mutex.WaitAny()方法等待一个Mutex数组中任意一个对象被释放
            t4.Start( ); //  使用Mutex.WaitOne()方法等待gM2的释放

            Thread.Sleep( 2000 );
            Console.WriteLine( "  - Main releases gM1 " );
            gM1.ReleaseMutex( );  // 线程t2,t3结束条件满足

            Thread.Sleep( 1000 );
            Console.WriteLine( "  - Main releases gM2 " );
            gM2.ReleaseMutex( );  // 线程t1,t4结束条件满足

             // 等待所有四个线程结束
            WaitHandle.WaitAll(evs); 
            Console.WriteLine( "  Mutex Sample " );
            Console.ReadLine();
　　    }

　　     public   void  t1Start( )
　　    {
            Console.WriteLine( " t1Start started, Mutex.WaitAll(Mutex[]) " );
            Mutex[] gMs  =   new  Mutex[ 2 ];
            gMs[ 0 ]  =  gM1; // 创建一个Mutex数组作为Mutex.WaitAll()方法的参数
            gMs[ 1 ]  =  gM2;
            Mutex.WaitAll(gMs); // 等待gM1和gM2都被释放
            Thread.Sleep( 2000 );
            Console.WriteLine( " t1Start finished, Mutex.WaitAll(Mutex[]) satisfied " );
            Event1.Set( );  // 线程结束，将Event1设置为有信号状态
　　    }
　　     public   void  t2Start( )
　　    {
            Console.WriteLine( " t2Start started, gM1.WaitOne( ) " );
            gM1.WaitOne( ); // 等待gM1的释放
            Console.WriteLine( " t2Start finished, gM1.WaitOne( ) satisfied " );
            Event2.Set( ); // 线程结束，将Event2设置为有信号状态
　　    }
　　     public   void  t3Start( )
　　    {
            Console.WriteLine( " t3Start started, Mutex.WaitAny(Mutex[]) " );
            Mutex[] gMs  =   new  Mutex[ 2 ];
            gMs[ 0 ]  =  gM1; // 创建一个Mutex数组作为Mutex.WaitAny()方法的参数
            gMs[ 1 ]  =  gM2;
            Mutex.WaitAny(gMs); // 等待数组中任意一个Mutex对象被释放
            Console.WriteLine( " t3Start finished, Mutex.WaitAny(Mutex[]) " );
            Event3.Set( ); // 线程结束，将Event3设置为有信号状态
　　    }
　　     public   void  t4Start( )
　　    {
            Console.WriteLine( " t4Start started, gM2.WaitOne( ) " );
            gM2.WaitOne( ); // 等待gM2被释放
            Console.WriteLine( " t4Start finished, gM2.WaitOne( ) " );
            Event4.Set( ); // 线程结束，将Event4设置为有信号状态
　　    }
    }
}

程序的输出结果：

Mutex Sample 
  -  Main Owns gM1 and gM2
t1Start started, Mutex.WaitAll(Mutex[])
t2Start started, gM1.WaitOne( )
t3Start started, Mutex.WaitAny(Mutex[])
t4Start started, gM2.WaitOne( )
  -  Main releases gM1
t2Start finished, gM1.WaitOne( ) satisfied
t3Start finished, Mutex.WaitAny(Mutex[])
  -  Main releases gM2
t1Start finished, Mutex.WaitAll(Mutex[]) satisfied
t4Start finished, gM2.WaitOne( )
 Mutex Sample

从执行结果可以很清楚地看到，线程t2,t3的运行是以gM1的释放为条件的，而t4在gM2释放后开始执行，t1则在gM1和gM2都被释放了之后才执行。Main()函数最后，使用WaitHandle等待所有的AutoResetEvent对象的信号，这些对象的信号代表相应线程的结束。