本文連結
- 確定多執行緒的結束時間，thread的IsAlive屬性
- 執行緒優先順序，thread的ThreadPriority屬性
- 執行緒通訊之Monitor類
- 執行緒排隊之Join
- 多執行緒互斥鎖Mutex
- 訊號量semaphore
確定多執行緒的結束時間，thread的IsAlive屬性
在多個執行緒執行的背景下，瞭解執行緒什麼時候結束，什麼時候停止是很有必要的。
案例：老和尚唸經計時，2本經書，2個和尚念，一人一本，不能撕破，最短時間唸完，問老和尚們唸完經書最短需要多長時間。
分析：首先在開始唸經的時候給計時，記為A，最後在記下慢和尚唸完經書時的時間，記為B。求B-A
程式碼：IsAlive屬性:標識此執行緒已啟動並且尚未正常終止或中止，則為 true，再念，沒念完，努力中；否則為 false，唸完啦，歇著。
//和尚1，和尚2 public Thread td1, td2; public void StarThread() { //開啟一個執行緒執行Hello方法，即和尚1念菠蘿菠蘿蜜 ThreadStart ts = new ThreadStart(Hello); td1 = new Thread(ts); td1.Start(); } public void StarThread1() { //開啟一個執行緒執行Welcome方法，即和尚2念大金剛經 ThreadStart ts = new ThreadStart(Welcome); td2 = new Thread(ts); td2.Start(); } public string sayh="", sayw=""; //菠蘿菠蘿蜜 public void Hello() { //念 sayh = "Hellow everyone ! "; } //大金剛經 public void Welcome() { //念 sayw = "Welcome to ShangHai ! "; //偷懶10秒 Thread.Sleep(10000); } protected void btn_StarThread_Click(object sender, EventArgs e) { //記時開始，預備念 Response.Write("開始唸的時間： "+DateTime.Now.ToString() + "</br>"); //和尚1就位 StarThread(); //和尚2就位 StarThread1(); int i = 0; while (i == 0) { //判斷執行緒的IsAlive屬性 //IsAlive標識此執行緒已啟動並且尚未正常終止或中止，則為 true；否則為 false。 //如果兩個都為false說明，執行緒結束終止 if (!td1.IsAlive && !td2.IsAlive) { i++; if (i == 1) { //念得內容，繞樑三尺。 Response.Write("我們年的內容： "+(sayh + " + " + sayw) + "</br>"); Response.Write("唸完時的時間： "+DateTime.Now.ToString()); Response.End(); } } } }
執行緒優先順序，thread的ThreadPriority屬性
執行緒優先順序區別於執行緒佔有cpu時間的多少，當然優先順序越高同等條件下佔有的cpu時間越多。級別高的執行效率要高於級別低的。
優先順序有5個級別：Lowest<BelowNormal<Normal<AboveNormal<Highest;預設為Normal。
案例：老和尚娶媳婦。佛祖說：你們3個和尚，清修刻苦，現特許你們娶媳婦啦，不過娶媳婦的只能是你們三個中間的一人。條件是我手中的經書誰能先念完，誰可以娶。
分析：和尚平時都很刻苦，各有特點，平時和尚1在lowest環境下唸經，和尚2在normal環境下唸經，和尚3在Highest環境下唸經。
protected void btn_StarThread_Click(object sender, EventArgs e) { Write(); } //i為和尚1唸的頁數 //j為和尚2唸的頁數 //k為和尚3唸的頁數 //c為經書總頁數 int i=0,j=0,k=0,c=10000000; //和尚1唸經 public void Jsi() { while (i <= c) { i+=1; } } //和尚2唸經 public void Jsj() { while (j <= c) { j+=1; } } //和尚3唸經 public void Jsk() { while (k <= c) { k+=1; } } public void Write() { //開啟執行緒計算i ThreadStart sti = new ThreadStart(Jsi); Thread tdi = new Thread(sti); //設定執行緒優先順序為Lowest。和尚1在Lowest環境下唸經 tdi.Priority = ThreadPriority.Lowest; //開啟執行緒計算j ThreadStart stj = new ThreadStart(Jsj); Thread tdj = new Thread(stj); //設定執行緒優先順序為Normal。和尚2在Normal環境下唸經 tdj.Priority = ThreadPriority.Normal; //開啟執行緒計算k ThreadStart stk = new ThreadStart(Jsk); Thread tdk = new Thread(stk); //設定執行緒優先順序為Highest。和尚3在Highest環境下唸經 tdk.Priority = ThreadPriority.Highest; //開始 tdj.Start(); tdk.Start(); tdi.Start(); int s = 0; while (s==0) { if (k > c) { s++; Response.Write("比賽結束,結果如下：</br></br>"); Response.Write("和尚1在Lowest環境下唸經:" + i + "頁</br>和尚2在Normal環境下唸經:" + j + "頁</br>和尚3在Highest環境下唸經:" + k + "頁</br></br>"); Response.Write("佛祖又說：你念或者不念，蒼老師，就在那裡！"); Response.End(); } } }
為啦方便期間，從這以後，我要用控制檯程式演示，操控執行緒。
執行緒通訊之Monitor類
如果，你的執行緒A中執行鎖內方法時候，需要去訪問一個暫不可用資源B，可能在B上需耗費很長的等待時間，那麼這時候你的執行緒A，將佔用鎖內資源，阻塞其它執行緒訪問鎖定內容，造成效能損失。你該怎麼解決這樣子的問題呢？這樣，讓A暫時放棄鎖，停留在鎖中的，允許其它執行緒訪問鎖，而等B資源可用時，通知A讓他繼續鎖內的操作。是不是解決啦問題，這樣就用到啦這段中的Monitor類，提供的幾個方法：Wait(),Pulse(),PulseAll()，這幾個方法只能在當前鎖定中使用。
Wait():暫時中斷執行鎖定中執行緒操作，釋放鎖，時刻等待著通知復活。
Pulse()：通知等待該鎖執行緒佇列中的第一個執行緒，此鎖可用。
PulseAll()：通知所有鎖，此鎖可用。
案例：嵩山少林和尚開會。主持人和尚主持會議會不停的上舞臺講話，方丈會出來宣佈大會開始，弟子們開始討論峨眉山怎麼走。
分析：主持人一個執行緒，方丈一個執行緒，弟子們一個執行緒，主持人貫徹全場。
public class MutexSample { static void Main() { comm com = new comm(); com.dhThreads(); Console.ReadKey(); } } public class comm { //狀態值：0時主持人和尚說，1時方丈說，2時弟子們說,3結束。 int sayFla; //主持人上臺 int i = 0; public void zcrSay() { lock (this) { string sayStr; if (i == 0) { //讓方丈說話 sayFla = 1; sayStr = Thread.CurrentThread.Name+"今晚，陽光明媚，多雲轉晴，方丈大師，程祥雲而來，傳揚峨眉一隅，情況如何，還請方丈閃亮登場。"; Console.WriteLine(sayStr); i++; //此時sayFla=1通知等待的方丈執行緒執行 Monitor.Pulse(this); //暫時鎖定主持人，暫停到這裡，釋放this讓其它執行緒訪問 Monitor.Wait(this); } //被通知後，從上一個鎖定開始執行到這裡 if (i == 1) { //讓弟子說話 sayFla = 2; sayStr = Thread.CurrentThread.Name + "看方丈那幸福的表情，徜徉肆恣，願走的跟他去吧。下面請弟子們各抒己見"; Console.WriteLine(sayStr); i++; //此時sayFla=12通知等待的弟子執行緒執行 Monitor.Pulse(this); //暫時鎖定主持人，暫停到這裡，釋放this讓其它執行緒訪問 Monitor.Wait(this); } //被通知後，從上一個鎖定開始執行到這裡 if (i == 2) { sayFla = 3; sayStr = Thread.CurrentThread.Name + "大會結束！方丈幸福！！蒼老師你在哪裡？！！放開那女孩 ..."; Console.WriteLine(sayStr); i++; Monitor.Wait(this); } } } //方丈上臺 public void fzSay() { lock (this) { while (true) { if (sayFla != 1) { Monitor.Wait(this); } if (sayFla == 1) { Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + "藍藍的天空，綠綠的湖水，我看見，咿呀呀呀，看見一老尼，咿呀呀，在水一方。願意來的一起來，不願來的蒼老師給你們放寺裡。。咿呀呀，我走啦。。。"); //交給主持人 sayFla = 0; //通知主持人執行緒，this可用 Monitor.Pulse(this); } } } } //弟子上臺 public void dzSay() { lock (this) { while (true) { if (sayFla != 2) { Monitor.Wait(this); } if (sayFla == 2) { Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + "果真如此的話，還是方丈大師自己去吧！！ 祝福啊 .... "); //交給主持人 sayFla = 0; Monitor.Pulse(this); } } } } public void dhThreads() { Thread zcrTd = new Thread(new ThreadStart(zcrSay)); Thread fzTd = new Thread(new ThreadStart(fzSay)); Thread dzTd = new Thread(new ThreadStart(dzSay)); zcrTd.Name = "主持人："; fzTd.Name = "方丈："; dzTd.Name = "弟子："; zcrTd.Start(); fzTd.Start(); dzTd.Start(); } }
執行緒排隊之Join
多執行緒，共享一個資源，先後操作資源。Join()方法，暫停當前執行緒，直到指定執行緒執行完畢，才喚醒當前執行緒。如果沒有Join，多執行緒隨機讀取公用資源，沒有先後次序。
案例：兩個和尚念一本經書,老和尚年前半本書，小和尚念後半本書，小和尚調皮，非要先念，就給老和尚用迷魂藥啦。。
分析：一本書6頁，小和尚4-6，老和尚1-3，兩個和尚，兩個執行緒。
public class 連線執行緒Join { //小和尚 public static Thread litThread; //老和尚 public static Thread oldThread; //老和尚唸經 static void oldRead() { //老和尚被小和尚下藥 litThread.Join(); //暫停oldThread執行緒，開始litThread，直到litThread執行緒結束，oldThread才繼續執行,如果不適用Join將小和尚一句，老和尚一句，隨即沒有規則的。 for (int i = 1; i <= 3; i++) { Console.WriteLine(i); } } //小和尚唸經 static void litRead() { for (int i = 4; i <= 6; i++) { Console.WriteLine(i); } } static void Main(string[] args) { oldThread = new Thread(new ThreadStart(oldRead)); litThread = new Thread(new ThreadStart(litRead)); oldThread.Start(); // FristThread.Join(); //暫停oldThread執行緒，開始litThread，直到litThread執行緒結束，oldThread才繼續執行 litThread.Start(); Console.ReadKey(); } }
多執行緒互斥鎖Mutex
互斥鎖是一個同步的互斥物件，適用於，一個共享資源，同時只能有一個執行緒能夠使用。
共享資源加互斥鎖，需要兩部走：1.WaitOne(),他將處於等待狀態知道可以獲取資源上的互斥鎖，獲取到後，阻塞主執行緒執行，直到釋放互斥鎖結束。2.ReleaseMutex（），釋放互斥鎖，是其它執行緒可以獲取該互斥鎖。
案例:和尚寫日記。最近寺廟香火不旺，為啦節約用水，方丈發話兩個和尚用一個本子寫日記。
分析：好比多個執行緒寫日誌，同時只能有一個執行緒寫入日誌檔案。
public class 多執行緒互斥鎖Mutex { static void Main(string[] args) { IncThread ict = new IncThread("大和尚", 3); DecThread dct = new DecThread("小和尚", 3); Console.ReadKey(); } } class SharedRes { public static int count = 0; //初始化互斥鎖，沒被獲取 public static Mutex mtx = new Mutex(); ////初始化互斥鎖，被主調執行緒獲取 //public static Mutex mtx = new Mutex(true); } class IncThread { int num; public Thread thrd; public IncThread(string name ,int n) { thrd = new Thread(new ThreadStart(this.run)); thrd.Name = name; num = n; thrd.Start(); } //寫日記，過程 void run() { Console.WriteLine(thrd.Name + " ， 等待互斥鎖 。"); SharedRes.mtx.WaitOne(); Console.WriteLine(thrd.Name + " ，獲得互斥鎖 。"); do { Thread.Sleep(500); SharedRes.count++; Console.WriteLine("今天我 " + thrd.Name + " 比較強，這樣寫吧 :" + SharedRes.count); num--; }while(num>0); Console.WriteLine(thrd.Name + " ， 釋放互斥鎖 。"); SharedRes.mtx.ReleaseMutex(); } } class DecThread { int num; public Thread thrd; public DecThread(string name, int n) { thrd = new Thread(new ThreadStart(this.run)); thrd.Name = name; num = n; thrd.Start(); } //寫日記，過程 void run() { Console.WriteLine(thrd.Name + "， 等待互斥鎖 。"); SharedRes.mtx.WaitOne(); Console.WriteLine(thrd.Name + " ，獲得互斥鎖 。"); do { Thread.Sleep(500); SharedRes.count--; Console.WriteLine("今天我 " + thrd.Name + " 比較衰，這樣寫吧 :" + SharedRes.count); num--; } while (num > 0); Console.WriteLine(thrd.Name + " ， 釋放互斥鎖 。"); SharedRes.mtx.ReleaseMutex(); } }
訊號量semaphore
類似於互斥鎖，只不過他可以指定多個執行緒來訪問，共享資源。在初始化訊號量的同時，指定多少個執行緒可以訪問，假如允許2個執行緒訪問，而卻有3個執行緒等待訪問，那麼他將只允許2個訪問，一旦已訪問的2個執行緒中有一個訪問完成釋放訊號量，那麼沒有訪問的執行緒立馬可以進入訪問。
案例：和尚抓雞，3個和尚抓雞，只有兩隻雞，那麼雞圈管理員只允許2個和尚先進，抓到說三句話放下，出來，讓第三個和尚進去抓。
分析：三個執行緒，初始訊號量允許2個執行緒訪問。
public class 訊號量semaphore { static void Main(string[] args) { MyThread td1 = new MyThread("降龍"); MyThread td2 = new MyThread("伏虎"); MyThread td3 = new MyThread("如來"); td1.td.Start(); td2.td.Start(); td3.td.Start(); Console.ReadKey(); } } public class MyThread { //初始化，新號量，允許2個執行緒訪問，最大2也是2個。 public static Semaphore sem = new Semaphore(2,2); public Thread td; public MyThread(string name) { td = new Thread(new ThreadStart(this.Run)); td.Name = name; } //過程很美好 public void Run() { Console.WriteLine(td.Name+"，等待一個訊號量。"); sem.WaitOne(); Console.WriteLine(td.Name+"，已經獲得新號量。"); Thread.Sleep(500);
//很有深意的三句話 char[] cr = { 'a','o','e'}; foreach (char v in cr) { Console.WriteLine(td.Name+",輸出v: "+v); Thread.Sleep(300); } Console.WriteLine(td.Name+",釋放新號量。"); sem.Release(); } }
結束，笑納，海涵。