C# 多线程通信详解

一、WaitHandler的类层次

可以看到 WaitHandle是事件(EventWaitHandle)、互斥体（Mutex)、信号量（Sempahore)的父类。

WaitHandle我们最经常使用的方法，并是使用它的静态方法WaitAll. 我们会发现在这个WaitHandle里面只有等待方法，也就是它会阻塞当前线程的执行。

那么如何要解除它对当前线程的阻塞呢，那么就需要依赖于各个子类的方法了。

例如现在有一个这样的场景，如何在一个方法中，等待所有的线程全部执行完，最后再统计得到的计算结果呢？

WaitHandle[] handlers = new WaitHandle[]{
  new AutoResetEvent(false),
  new AutoResetEvent(false),
  new AutoResetEvent(false),
  new AutoResetEvent(false),
  new AutoResetEvent(false),
  new AutoResetEvent(false),
  new AutoResetEvent(false),
  new AutoResetEvent(false)
};

for (var i = 0; i < handlers.Length; i++)
{
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(ar =>
    {
        int index = (int)ar;
        Thread.Sleep(1000);
        AppCenter.AppendLog("任务:" + index + "开始执行！");
        (handlers[index] as AutoResetEvent).Set();
    }, i);
}

ThreadPool.QueueUserWorkItem(ar =>
{
    WaitHandle.WaitAll(handlers);
    AppCenter.AppendLog("所有任务都已经完成了，我不用再等待了。");
});

运行结果如下：

二、EventWaitHandle

这个方法，可以方便实现两个线程之间的相互通信。

如何实现两个线程的相互通信？

EventWaitHandle handleA = new AutoResetEvent(false);
EventWaitHandle handleB = new AutoResetEvent(false);

ThreadPool.QueueUserWorkItem(ar =>
{
    AppCenter.AppendLog("A:我是A,我已经开始运行了");
    Thread.Sleep(2000);
    AppCenter.AppendLog("A:我想睡觉了,B你先跑跑吧。");
    EventWaitHandle.SignalAndWait(handleB, handleA);
    AppCenter.AppendLog("A:开始工作ing");
    Thread.Sleep(3000);
    AppCenter.AppendLog("A:这个有点难，问下B");
    EventWaitHandle.SignalAndWait(handleB, handleA);
    AppCenter.AppendLog("A:不错，今天任务搞定，我也闪人了。");
});

ThreadPool.QueueUserWorkItem(ar =>
{
    handleB.WaitOne();
    AppCenter.AppendLog("B:我是B,我已经顶替A开始运行了。");
    Thread.Sleep(5000);
    AppCenter.AppendLog("B:我的事情已经做完了，该让A搞搞了，休息一会。");
    EventWaitHandle.SignalAndWait(handleA, handleB);
    AppCenter.AppendLog("B:hi,A我搞定了，下班了。");
    handleA.Set();
});

运行结果如下：

那么AutoResetEvent和ManualResetEvent有什么区别呢？我们先做个实验。

private EventWaitHandle manualEvent = new ManualResetEvent(false);

private void ManualResetEvent_Click(object sender, EventArgs e)
{   

    AppCenter.CleanLogs();

    ThreadPool.QueueUserWorkItem(ar =>
    {
        int i = 0;
        while (true)
        {
            manualEvent.WaitOne();  //ManualResetEvent的Set()方法，让事件的终止状态永远为true,让这里一直能执行。
            i++;                    //而AutoResetEvent的Set()方法，初始化让这里执行一次，然后再次执行时是非终止的。将阻塞原有线程的执行
            AppCenter.AppendLog("#" + i.ToString());
            Thread.Sleep(1000);
        }
    });
}

private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    manualEvent.Set();
}

private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
{
    manualEvent.Reset();
}

运行结果

我们会发现ManualResetEvent在触发Set()方法会，解除了原有的线程的 WaitOne方法，会一直打印输出。

而当我们替换为AutoResetEvent方法时候。

此时每次只会打印一个输出。因为它将事件的状态设置为终止后，又变为了false.

三、Semaphore 控制并行线程的执行

应用场景，如果有多个线程跑，我能否每次控制3个线程一起跑呢。

Semaphore sempore = new Semaphore(0, 3);
for (int i = 0; i < 8; i++)
{
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(ar =>
    {
        sempore.WaitOne();
        AppCenter.AppendLog("	第：" +((int)ar).ToString() + "个开始运行.");
    },i);
}
ThreadPool.QueueUserWorkItem(ar =>
{
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        AppCenter.AppendLog("第" + (i + 1).ToString() + "批开始执行.");
        sempore.Release(3);
        Thread.Sleep(5000);
    }
});

运行结果：