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五、互斥對象——更加靈活的同步方式
有時候你會覺得上面介紹的方法好像不夠用，對，我們解決了代碼和資源的同步問題，解決了多線程自動化管理和定時觸發(fā)的問題，但是如何控制多個線程相互之間的聯(lián)系呢？例如我要到餐廳吃飯，在吃飯之前我先得等待廚師把飯菜做好，之后我開始吃飯，吃完我還得付款，付款方式可以是現(xiàn)金，也可以是信用卡，付款之后我才能離開。分析一下這個過程，我吃飯可以看作是主線程，廚師做飯又是一個線程，服務(wù)員用信用卡收款和收現(xiàn)金可以看作另外兩個線程，大家可以很清楚地看到其中的關(guān)系——我吃飯必須等待廚師做飯，然后等待兩個收款線程之中任意一個的完成，然后我吃飯這個線程可以執(zhí)行離開這個步驟，于是我吃飯才算結(jié)束了。事實(shí)上，現(xiàn)實(shí)中有著比這更復(fù)雜的聯(lián)系，我們怎樣才能很好地控制它們而不產(chǎn)生沖突和重復(fù)呢？
這種情況下，我們需要用到互斥對象，即System.Threading命名空間中的Mutex類。大家一定坐過出租車吧，事實(shí)上我們可以把Mutex看作一個出租車，那么乘客就是線程了，乘客首先得等車，然后上車，最后下車，當(dāng)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(guān)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(diào)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(jié)束，而這四個線程的運(yùn)行又是與兩個Mutex對象相關(guān)聯(lián)的。其中還用到AutoResetEvent類的對象，如同上面提到的ManualResetEvent對象一樣，大家可以把它簡單地理解為一個信號燈，使用AutoResetEvent.Set()方法可以設(shè)置它為有信號狀態(tài)，而使用AutoResetEvent.Reset()方法把它設(shè)置為無信號狀態(tài)。這里用它的有信號狀態(tài)來表示一個線程的結(jié)束。
// Mutex.cs
using System;
using System.Threading;
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)
{
�。牐燙onsole.WriteLine("Mutex Sample ...");
�。牐�//創(chuàng)建一個Mutex對象，并且命名為MyMutex
�。牐爂M1 = new Mutex(true,"MyMutex");
�。牐�//創(chuàng)建一個未命名的Mutex 對象.
�。牐爂M2 = new Mutex(true);
�。牐燙onsole.WriteLine(" - Main Owns gM1 and gM2");
�。牐燗utoResetEvent[] evs = new AutoResetEvent[4];
�。牐爀vs[0] = Event1; file://為后面的線程t1,t2,t3,t4定義AutoResetEvent對象
�。牐爀vs[1] = Event2;
�。牐爀vs[2] = Event3;
�。牐爀vs[3] = Event4;
�。牐燤utexSample tm = new MutexSample( );
�。牐燭hread t1 = new Thread(new ThreadStart(tm.t1Start));
�。牐燭hread t2 = new Thread(new ThreadStart(tm.t2Start));
�。牐燭hread t3 = new Thread(new ThreadStart(tm.t3Start));
�。牐燭hread t4 = new Thread(new ThreadStart(tm.t4Start));
�。牐爐1.Start( );// 使用Mutex.WaitAll()方法等待一個Mutex數(shù)組中的對象全部被釋放
�。牐爐2.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(shù)組中任意一個對象被釋放
�。牐爐4.Start( );// 使用Mutex.WaitOne()方法等待gM2的釋放
�。牐燭hread.Sleep(2000);
�。牐燙onsole.WriteLine(" - Main releases gM1");
�。牐爂M1.ReleaseMutex( ); file://線程t2,t3結(jié)束條件滿足
�。牐燭hread.Sleep(1000);
�。牐燙onsole.WriteLine(" - Main releases gM2");
�。牐爂M2.ReleaseMutex( ); file://線程t1,t4結(jié)束條件滿足
�。牐�//等待所有四個線程結(jié)束
�。牐燱aitHandle.WaitAll(evs);
Console.WriteLine("... Mutex Sample");
�。牐燙onsole.ReadLine();
}
public void t1Start( )
{
�。牐燙onsole.WriteLine("t1Start started, Mutex.WaitAll(Mutex[])");
�。牐燤utex[] gMs = new Mutex[2];
gMs[0] = gM1;//創(chuàng)建一個Mutex數(shù)組作為Mutex.WaitAll()方法的參數(shù)
�。牐爂Ms[1] = gM2;
�。牐燤utex.WaitAll(gMs);//等待gM1和gM2都被釋放
�。牐燭hread.Sleep(2000);
�。牐燙onsole.WriteLine("t1Start finished, Mutex.WaitAll(Mutex[]) satisfied");
Event1.Set( ); file://線程結(jié)束，將Event1設(shè)置為有信號狀態(tài)
}
public void t2Start( )
{
�。牐燙onsole.WriteLine("t2Start started, gM1.WaitOne( )");
�。牐爂M1.WaitOne( );//等待gM1的釋放
�。牐燙onsole.WriteLine("t2Start finished, gM1.WaitOne( ) satisfied");
�。牐燛vent2.Set( );//線程結(jié)束，將Event2設(shè)置為有信號狀態(tài)
}
public void t3Start( )
{
Console.WriteLine("t3Start started, Mutex.WaitAny(Mutex[])");
�。牐燤utex[] gMs = new Mutex[2];
�。牐爂Ms[0] = gM1;//創(chuàng)建一個Mutex數(shù)組作為Mutex.WaitAny()方法的參數(shù)
gMs[1] = gM2;
�。牐燤utex.WaitAny(gMs);//等待數(shù)組中任意一個Mutex對象被釋放
�。牐燙onsole.WriteLine("t3Start finished, Mutex.WaitAny(Mutex[])");
Event3.Set( );//線程結(jié)束，將Event3設(shè)置為有信號狀態(tài)
}
public void t4Start( )
{
�。牐燙onsole.WriteLine("t4Start started, gM2.WaitOne( )");
�。牐爂M2.WaitOne( );//等待gM2被釋放
Console.WriteLine("t4Start finished, gM2.WaitOne( )");
�。牐燛vent4.Set( );//線程結(jié)束，將Event4設(shè)置為有信號狀態(tài)
}
}
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