最近在學習.NET4.5關於“並行任務”的使用。“並行任務”有自己的同步機制，沒有顯示給出類似如舊版本的：事件等待句柄、信號量、lock、ReaderWriterLock……等同步基元對象，但我們可以沿溪這一編程習慣，那么這系列翻譯就是給“並行任務”封裝同步基元對象。翻譯資源來源《（譯）關於Async與Await的FAQ》
1. 構建Async同步基元，Part 1 AsyncManualResetEvent
2. 構建Async同步基元，Part 2 AsyncAutoResetEvent
3. 構建Async同步基元，Part 3 AsyncCountdownEvent
4. 構建Async同步基元，Part 4 AsyncBarrier
5. 構建Async同步基元，Part 5 AsyncSemaphore
6. 構建Async同步基元，Part 6 AsyncLock
7. 構建Async同步基元，Part 7 AsyncReaderWriterLock
開始：構建Async同步基元，Part 2 AsyncAutoResetEvent
上一篇，我們構建了async版本的ManualResetEvent。現在，讓我們構建一個async版本的AutoResetEvent。
ManualResetEvent對象，當調用其Set()方法時，ManualResetEvent轉化為有信號狀態，並持有此信號直到顯示調用其Reset()方法重置為無信號狀態，調用Reset()重置為無信號狀態導致下一次WaitOne()等待信號。相比之下，AutoResetEvent也在調用其Set()方法時獲得信號，但是其在調用完WaitOne()后自動重置為無信號狀態。比如，如果ManualResetEvent上有4個等待線程，當其中一個線程調用set()方法后，則4個等待線程都將完成。相比之下，如果AutoResetEvent上有4個等待線程，當其中一個線程調用set()方法后，僅僅是其中一個線程獲得信號，其他3個WaitHandle依然為無信號狀態(需要注意的是AutoResetEvent常常會導致無法跟蹤信號的到達。比如：起初沒有線程等待，事件接收了兩次set()信號，然后兩個線程再在事件上等待信號，這時只有其中一個完成等待---可以參考示例m_signaled變量的實現)。
這是我們將構建的目標類型：
public class AsyncAutoResetEvent
{
public Task WaitAsync();
public void Set();
}
首先，我們需要一些成員（eg：TaskCompletionSource<TResult>）。上一篇中的AsyncManualResetEvent，我們只需要單個TaskCompletionSource<TResult>實例，因為事件的通知會喚醒當前所有等待。但是AsyncAutoResetEvent不一樣，我們需要區別對待不同的等待，因為如果有多個線程等待，一個信號到達只能喚醒一個等待。所以，我們需要一個TaskCompletionSource<TResult>實例集合。此外，信號到達時可能沒有等待者，所以我們需要使用一個bool變量進行跟蹤。最后，在一些情況下我們能重用已完成的Task來提高性能，所以我將一直保持其中一個引用，設計如下：
private readonly static Task s_completed = Task.FromResult(true);
private readonly Queue<TaskCompletionSource<bool> m_waits
= new Queue<TaskCompletionSource<bool>();
private bool m_signaled;
接下來，讓我們實現一個命名為WaitAsync()的方法。當調用WaitAsync()時，如果m_signaled為true，我們直接返回已經完成的s_completed，因為這個等待調用消費這個信號，所以我們需要將m_signaled重置為false。如果m_signaled為false，我們將創建一個TaskCompletionSource<TResult>實例插入m_waits隊列中，並且返回實例對應的Task。這個Task將推遲完成直到有線程調用Task的Set()方法並且喚醒等待者。但是要注意，這里需要保持多個操作執行的原子性，因此，我對m_waits隊列加鎖以確保同步。
public Task WaitAsync()
{
lock (m_waits)
{
if (m_signaled)
{
m_signaled = false;
returns_completed;
}
else
{
var tcs = new TaskCompletionSource<bool>();
m_waits.Enqueue(tcs);
return tcs.Task;
}
}
}
接下來，我將實現Set()方法。Set()方法將首先檢查m_waits隊列中是否有等待者。如果有，則從隊列中取出一個TaskCompletionSource<bool>並且完成它。如果m_waits隊列為空，則只是簡單的將m_signaled設置為true。這里的操作需要保持原子性，並且要與WaitAsync()方法保持同步，所以set()的主體代碼需要再一次對m_waits隊列加鎖。這里要注意一個重要的事情，在之前的文章中，我討論了TaskCompletionSource<TResult>的 [Try]Set*() 系列方法，會使TaskCompletionSource<TResult>對應的Task作為同步調用的一部分運行。如果我們在lock內部調用SetResilt()，則Task的同步延續的運行將長時間持有lock。因此，我們釋放lock后再調用Task的[Try]Set*() 系列方法來完成任務。
public void Set()
{
TaskCompletionSource<bool> toRelease = null
lock (m_waits)
{
if (m_waits.Count> 0)
toRelease = m_waits.Dequeue();
else if (!m_signaled)
m_signaled = true;
}
if (toRelease != null)
toRelease.SetResult(true);
}
這就是本節要講的AsyncAutoResetEvent。
完整源碼如下：
public class AsyncAutoResetEvent
{
// 保存一個成功完成的 Task<TResult>，供重用以提高性能
private readonly static Task s_completed = Task.FromResult(true);
// 等待任務隊列
private readonly Queue<TaskCompletionSource<bool>> m_waits = new Queue<TaskCompletionSource<bool>>();
// 用於跟蹤 信號到達時可能沒有等待者 的情況，將AsyncAutoResetEvent的初始狀態設置為有信號
private bool m_signaled;
public Task WaitAsync()
{
lock (m_waits)
{
if (m_signaled)
{
m_signaled = false;
return s_completed;
}
else
{
var tcs = new TaskCompletionSource<bool>();
m_waits.Enqueue(tcs);
return tcs.Task;
}
}
}
public void Set()
{
TaskCompletionSource<bool> toRelease = null;
lock (m_waits)
{
if (m_waits.Count > 0)
toRelease = m_waits.Dequeue();
else if (!m_signaled)
m_signaled = true;
}
if (toRelease != null)
toRelease.SetResult(true);
}
}
下一節，我將實現一個async版本的CountdownEvent。
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感謝你的觀看……
原文：《Building Async Coordination Primitives, Part 2: AsyncAutoResetEvent》