C#多線程學習(六) 互斥對象

如何控制好多個線程相互之間的聯系，不產生沖突和重復，這需要用到互斥對象，即：System.Threading 命名空間中的 Mutex 類。

我們可以把Mutex看作一個出租車，乘客看作線程。乘客首先等車，然后上車，最后下車。當一個乘客在車上時，其他乘客就只有等他下車以后才可以上車。而線程與Mutex對象的關系也正是如此，線程使用Mutex.WaitOne()方法等待Mutex對象被釋放，如果它等待的Mutex對象被釋放了，它就自動擁有這個對象，直到它調用Mutex.ReleaseMutex()方法釋放這個對象，而在此期間，其他想要獲取這個Mutex對象的線程都只有等待。

下面這個例子使用了Mutex對象來同步四個線程，主線程等待四個線程的結束，而這四個線程的運行又是與兩個Mutex對象相關聯的。

其中還用到AutoResetEvent類的對象，可以把它理解為一個信號燈。這里用它的有信號狀態來表示一個線程的結束。
// AutoResetEvent.Set()方法設置它為有信號狀態
// AutoResetEvent.Reset()方法設置它為無信號狀態
Mutex 類的程序示例：

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 ");
         //創建一個Mutex對象，並且命名為MyMutex
         gM1 = new Mutex(true, "MyMutex");
         //創建一個未命名的Mutex 對象.
         gM2 = new Mutex(true);
         Console.WriteLine(" - Main Owns gM1 and gM2");
         AutoResetEvent[] evs = new AutoResetEvent[4];
         evs[0] = Event1; //為后面的線程t1,t2,t3,t4定義AutoResetEvent對象
          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()方法等待一個Mutex數組中的對象全部被釋放
          t2.Start();// 使用Mutex.WaitOne()方法等待gM1的釋放
          t3.Start();// 使用Mutex.WaitAny()方法等待一個Mutex數組中任意一個對象被釋放
          t4.Start();// 使用Mutex.WaitOne()方法等待gM2的釋放

Thread.Sleep(2000);
         Console.WriteLine(" - Main releases gM1");
         gM1.ReleaseMutex(); //線程t2,t3結束條件滿足
          Thread.Sleep(1000);
         Console.WriteLine(" - Main releases gM2");
         gM2.ReleaseMutex(); //線程t1,t4結束條件滿足
          //等待所有四個線程結束
          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;//創建一個Mutex數組作為Mutex.WaitAll()方法的參數
          gMs[1] = gM2;
         Mutex.WaitAll(gMs);//等待gM1和gM2都被釋放
          Thread.Sleep(2000);
         Console.WriteLine("t1Start finished, Mutex.WaitAll(Mutex[]) satisfied");
         Event1.Set(); //線程結束，將Event1設置為有信號狀態
      }
      public void t2Start() {
         Console.WriteLine("t2Start started, gM1.WaitOne( )");
         gM1.WaitOne();//等待gM1的釋放
          Console.WriteLine("t2Start finished, gM1.WaitOne( ) satisfied");
         Event2.Set();//線程結束，將Event2設置為有信號狀態
      }
      public void t3Start() {
         Console.WriteLine("t3Start started, Mutex.WaitAny(Mutex[])");
         Mutex[] gMs = new Mutex[2];
         gMs[0] = gM1;//創建一個Mutex數組作為Mutex.WaitAny()方法的參數
          gMs[1] = gM2;
         Mutex.WaitAny(gMs);//等待數組中任意一個Mutex對象被釋放
          Console.WriteLine("t3Start finished, Mutex.WaitAny(Mutex[])");
         Event3.Set();//線程結束，將Event3設置為有信號狀態
      }
      public void t4Start() {
         Console.WriteLine("t4Start started, gM2.WaitOne( )");
         gM2.WaitOne();//等待gM2被釋放
          Console.WriteLine("t4Start finished, gM2.WaitOne( )");
         Event4.Set();//線程結束，將Event4設置為有信號狀態
      }
   }
}

程序的輸出結果：

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

從執行結果可以很清楚地看到，線程t2,t3的運行是以gM1的釋放為條件的，而t4在gM2釋放后開始執行，t1則在gM1和gM2都被釋放了之后才執行。Main()函數最后，使用WaitHandle等待所有的AutoResetEvent對象的信號，這些對象的信號代表相應線程的結束。

C#多線程學習系列：

C#多線程學習(一) 多線程的相關概念

http://www.cnblogs.com/zpx1986/p/5571506.html

C#多線程學習(二) 如何操縱一個線程 
http://www.cnblogs.com/zpx1986/p/5584256.html

C#多線程學習(三) 生產者和消費者 
http://www.cnblogs.com/zpx1986/p/5584305.html

C#多線程學習(四) 多線程的自動管理(線程池) 
http://www.cnblogs.com/zpx1986/p/5584351.html

C#多線程學習(五) 多線程的自動管理(定時器) 
http://www.cnblogs.com/zpx1986/p/5584370.html

C#多線程學習(六) 互斥對象 
http://www.cnblogs.com/zpx1986/p/5584387.html