多線程編程中的EventWaitHandler

首先若是讀者是.Net多線程編程的老手，就不用看這篇文章了，這篇文章主要是闡述EventWaitHandler的一些基本原理和用法。  

 

在.NET的System.Threading命名空間中有一個名叫WaitHandler的類，這是一個抽象類(abstract),咱們沒法手動去建立它，可是WaitHandler有三個子類，這三個子類分別是：System.Threading.EventWaitHandle，System.Threading.Mutex，System.Threading.Semaphore，這三個類都是非Abstract的，能夠由開發者來建立和使用，其中本文主要討論的是其中的System.Threading.EventWaitHandle類。

 

EventWaitHandle類的用途是能夠調用其WaitOne方法來阻塞線程的運行，直到獲得一個信號（該信號由EventWaitHandle類的Set方法發出），而後釋放線程讓其再也不阻塞繼續運行。

 

EventWaitHandle類擁有兩種狀態，終止狀態 和 非終止狀態：

• 在終止狀態下，被WaitOne阻塞的線程會逐個獲得釋放，因此當EventWaitHandle始終處於終止狀態時，調用其WaitOne方法沒法起到阻塞線程的做用，由於線程被其WaitOne方法阻塞後，會當即被釋放掉。
• 在非終止狀態下，被WaitOne阻塞的線程會繼續被阻塞，若是一個線程在EventWaitHandle對象處於非終止狀態時調用了其WaitOne函數，該線程會當即被阻塞。

須要注意的是終止狀態和非終止狀態之間，是能夠相互轉換的。調用EventWaitHandle對象的Set方法既能夠將EventWaitHandle對象設置爲終止狀態，調用EventWaitHandle對象的Reset方法既能夠將EventWaitHandle對象設置爲非終止狀態。

 

此外，EventWaitHandle類還擁有兩種模式，AutoReset 和 ManualReset 模式：

• 在AutoReset模式下，當EventWaitHandle對象被置爲終止狀態時，釋放一個被WaitOne阻塞的線程後，EventWaitHandle對象會立刻被設置爲非終止狀態，這個過程就等同於一個被WaitOne阻塞的線程被釋放後，自動調用了EventWaitHandle的Reset方法，將EventWaitHandle對象自動從終止狀態置回了非終止狀態，因此這種模式叫AutoReset模式。因此若是有若干線程被EventWaitHandle對象的WaitOne方法阻塞了，每調用一次EventWaitHandle對象的Set方法將EventWaitHandle對象置爲終止狀態後，只能釋放一個被阻塞的線程，而後EventWaitHandle對象又會被置爲非終止狀態。若是EventWaitHandle對象的Set方法以後又被調用了一次，剩下那些被阻塞的線程中，又會有一個線程被釋放。因此若是有8個被WaitOne方法阻塞的線程，那麼須要調用次EventWaitHandle對象的Set方法8次，才能讓全部線程都獲得釋放。須要注意的一點就是MSDN中有提到：若是兩次EventWaitHandle對象的Set方法調用很是接近，以致於當第一次調用Set方法後，被阻塞的線程尚未來得及釋放，第二次Set調用又開始了，那麼這兩次Set方法的調用只會讓一個被阻塞的線程被釋放，也就是說若是兩次Set方法的調用過於接近，那麼就至關於只調用了一次。緣由就是由於因爲兩次Set調用過於接近，當第一次Set調用後，其釋放的線程尚未徹底被釋放，即EventWaitHandle對象尚未被置回非終止狀態，第二次Set調用又開始了，又要求EventWaitHandle對象變成終止狀態去釋放剩餘的阻塞線程，可是問題是如今EventWaitHandle對象原本就處於終止狀態，而且第一次Set調用後的那個被釋放的線程尚未被徹底釋放，因此如今不能去釋放剩餘的阻塞線程。以後待第一次Set調用後的那個被釋放線程徹底釋放後，因爲EventWaitHandle對象處於AutoReset模式，因此如今EventWaitHandle對象纔會被置回非終止狀態，那麼就至關於第二次Set調用就白白浪費了一次機會去將EventWaitHandle對象置爲終止狀態去釋放剩餘的阻塞線程。
• 在ManualReset模式下，當EventWaitHandle對象被置爲終止狀態時，釋放一個被WaitOne阻塞的線程後，其狀態不會改變，仍然處於終止狀態，因此當ManualReset模式下EventWaitHandle對象處於終止狀態時，會連續釋放全部被WaitOne方法阻塞的線程，直到手動調用其Reset方法將其置回非終止狀態。因此這種模式叫ManualReset模式。

 

使用EventWaitHandle類的構造函數能夠設置EventWaitHandle對象的模式和初始狀態，如下是EventWaitHandle類的其中一個構造函數：

public EventWaitHandle
(
    bool initialState,
    EventResetMode mode
)

• 第一個參數initialState爲true時，表示EventWaitHandle對象的初始狀態爲終止狀態，反之false表示EventWaitHandle對象的初始狀態爲非終止狀態。
• 第二個參數EventResetMode mode爲EventResetMode.AutoReset時，表示EventWaitHandle對象處於AutoReset模式，當第二個參數爲EventResetMode.ManualReset時，表示EventWaitHandle對象處於ManualReset模式。

須要注意的是，當EventWaitHandle對象的初始狀態爲終止狀態，模式爲AutoReset時，第一個被EventWaitHandle對象的WaitOne方法阻塞的線程會當即被釋放，而後EventWaitHandle對象被置爲非終止狀態，若是後面還有線程被EventWaitHandle對象的WaitOne方法阻塞，就只有等到EventWaitHandle對象的Set方法調用，才能被釋放了。緣由我就很少說了，若是你還不明白請回去看上面對EventWaitHandle的終止狀態和AutoReset模式的闡述。

 

下面是EventWaitHandle類的一個綜合示例：

using System;
using System.Threading;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace EventWaitHandleDemo
{
    class Program
    {
        static EventWaitHandle eHandle;

        static void UnblockDemo()
        {
            Console.WriteLine("測試EventWaitHandle的初始終止狀態");
            eHandle = new EventWaitHandle(true, EventResetMode.AutoReset);//eHandle初始爲終止狀態，模式爲AutoReset
            eHandle.WaitOne();//因爲EventWaitHandle對象eHandle初始狀態爲終止狀態，因此這裏第一次調用WaitOne時阻塞被當即釋放，又因爲eHandle爲AutoReset模式，因此以後eHandle會被置爲非終止狀態
            Console.WriteLine("線程未被阻塞");
            eHandle.WaitOne();//因爲此時eHandle已經爲非終止狀態，因此此時調用WaitOne線程會被阻塞
            Console.WriteLine("線程被阻塞");
        }

        static void BlockDemo()
        {
            Console.WriteLine("測試EventWaitHandle的初始非終止狀態");
            eHandle = new EventWaitHandle(false, EventResetMode.AutoReset);//eHandle初始爲非終止狀態，模式爲AutoReset
            eHandle.WaitOne();//因爲EventWaitHandle對象eHandle初始狀態爲非終止狀態，因此這裏第一次調用WaitOne時，線程就被組塞了
            Console.WriteLine("線程被阻塞");
        }

        static void AutoResetDemo()
        {
            Console.WriteLine("測試EventWaitHandle的AutoReset模式");
            eHandle = new EventWaitHandle(false, EventResetMode.AutoReset);//eHandle初始爲非終止狀態，模式爲AutoReset
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback((object o) =>
            {
                //啓動另外一個線程，每隔3秒鐘調用一次eHandle.Set方法，爲主線程釋放一次阻塞，一共釋放3次
                for (int i = 0; i < 3; i++)
                {
                    Thread.Sleep(3000);
                    eHandle.Set();//因爲eHandle處於AutoReset模式，因此每次使用Set將eHandle置爲終止狀態後，待被WaitOne阻塞的線程被釋放後，eHandle又會被自動置回非終止狀態
                }
            }), null);

            eHandle.WaitOne();//線程第一次被WaitOne阻塞
            Console.WriteLine("第一次WaitOne調用阻塞已被釋放，3秒後第二次WaitOne調用的阻塞會被釋放");
            eHandle.WaitOne();//線程第二次被WaitOne阻塞
            Console.WriteLine("第二次WaitOne調用阻塞已被釋放，3秒後第三次WaitOne調用的阻塞會被釋放");
            eHandle.WaitOne();//線程第三次被WaitOne阻塞
            Console.WriteLine("第三次WaitOne調用阻塞已被釋放，全部WaitOne調用的阻塞都已被釋放");
        }

        static void ManualResetDemo()
        {
            Console.WriteLine("測試EventWaitHandle的ManualReset模式");
            eHandle = new EventWaitHandle(false, EventResetMode.ManualReset);//eHandle初始爲非終止狀態，模式爲ManualReset
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback((object o) =>
            {
                //啓動另外一線程，3秒後調用一次eHandle.Set方法，爲主線程釋放WaitOne阻塞
                Thread.Sleep(3000);
                eHandle.Set();//因爲eHandle處於ManualReset模式，因此一旦使用Set將eHandle置爲終止狀態後，在eHandle的Reset被調用前eHandle會一直處於終止狀態，在eHandle調用Reset前，全部被WaitOne阻塞的線程會當即獲得釋放
            }), null);

            eHandle.WaitOne();//線程第一次被WaitOne阻塞
            Console.WriteLine("第一次WaitOne調用阻塞已被釋放，第二次WaitOne調用的阻塞會被當即釋放");
            eHandle.WaitOne();//線程第二次被WaitOne阻塞
            Console.WriteLine("第二次WaitOne調用阻塞已被釋放，第三次WaitOne調用的阻塞會被當即釋放");
            eHandle.WaitOne();//線程第三次被WaitOne阻塞
            Console.WriteLine("第三次WaitOne調用阻塞已被釋放，全部WaitOne調用的阻塞都已被釋放");

            eHandle.Reset();//調用eHandle的Reset方法，將eHandle手動置回非終止狀態，以後再調用WaitOne方法就會被阻塞了
            eHandle.WaitOne();//線程第四次被WaitOne阻塞
            Console.WriteLine("第四次WaitOne調用阻塞已被釋放");
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            Console.Write("你想測試哪個方法1=UnblockDemo,2=BlockDemo,3=AutoResetDemo,4=ManualResetDemo:");
            switch (Console.ReadLine())
            {
                case "1":
                    UnblockDemo();
                    break;
                case "2":
                    BlockDemo();
                    break;
                case "3":
                    AutoResetDemo();
                    break;
                case "4":
                    ManualResetDemo();
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    }
}

 

最後要提一下，那就是EventWaitHandle類還有兩個子類： System.Threading.AutoResetEvent類 和 System.Threading.ManualResetEvent類：

AutoResetEvent類和EventWaitHandle類處於AutoReset模式時相似

ManualResetEvent類和EventWaitHandle類處於ManualReset模式時相似

這兩個類和EventWaitHandle類的用法幾乎相同，因此這裏就很少說了。

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