多线程操作

有CSDN的朋友问一个问题，“Lock关键字不是有获取锁、释放锁的功能吗？...为什么还需要执行Pulse？”
也有朋友有些疑点，“用lock就不要用monitor了”，“Monitor.Wait完全没必要”,“为什么Pulse和Wait方法必须从同步的代码块内调用？”

这些疑问很自然。在大部分情况下，lock确实能基本达到我们要求资源同步的目的，加上配合其他同步工具，比如事件（AutoResetEvent)等的应用,日常工作中确实没有太多机会需要用到Monitor.Wait和Pulse。不过，虽然较少机会用到，事实上Wait和Pulse跟lock完全不是一回事。他们提供了更细腻的同步功能，能达到lock作不来的功能。

为更好的回答和解释这些疑问，该帖将首先介绍Wait和Pulse的用途，通过一个简单例子逐条分析同步的过程；然后提供一个用轻量级的lock,Wait和Pulse来实现一个事件通知的实例；最后谈谈DotNet4对lock编译展开的一点有趣变化。

让我们首先看看MSDN对Monitor.Wait的解释（链接见注释）：
释放对象上的锁并阻止当前线程，直到它重新获取该锁。...

该解释的确很粗糙，很难理解。让我们来看看它下面的备注：
同步的对象包含若干引用，其中包括对当前拥有锁的线程的引用、对就绪队列的引用和对等待队列的引用。

这个多少还给了点东西，现在我们脑海中想像这么一幅图画：

1

2

3

         |- 拥有锁的线程
lockObj->|- 就绪队列(ready queue)
         |- 等待队列(wait queue)

当一个线程尝试着lock一个同步对象的时候，该线程就在就绪队列中排队。一旦没人拥有该同步对象，就绪队列中的线程就可以占有该同步对象。这也是我们平时最经常用的lock方法。
为了其他的同步目的，占有同步对象的线程也可以暂时放弃同步对象，并把自己流放到等待队列中去。这就是Monitor.Wait。由于该线程放弃了同步对象，其他在就绪队列的排队者就可以进而拥有同步对象。
比起就绪队列来说，在等待队列中排队的线程更像是二等公民：他们不能自动得到同步对象，甚至不能自动升舱到就绪队列。而Monitor.Pulse的作用就是开一次门，使得一个正在等待队列中的线程升舱到就绪队列；相应的Monitor.PulseAll则打开门放所有等待队列中的线程到就绪队列。

比如下面的程序：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        new Thread(A).Start();
        new Thread(B).Start();
        new Thread(C).Start();
        Console.ReadLine();
    }

    static object lockObj = new object();
    static void A()
    {
        lock (lockObj)               //进入就绪队列
        {
            Thread.Sleep(1000);
            Monitor.Pulse(lockObj);
            Monitor.Wait(lockObj);   //自我流放到等待队列
        }
        Console.WriteLine("A exit...");
    }
    static void B()
    {
        Thread.Sleep(500);
        lock (lockObj)               //进入就绪队列
        {
            Monitor.Pulse(lockObj);
        }
        Console.WriteLine("B exit...");
    } 
    static void C()
    {
        Thread.Sleep(800);
        lock (lockObj)               //进入就绪队列
        {
        }
        Console.WriteLine("C exit...");
    }
}

T  线程A
0  lock( lockObj )
1  {
2     //...           线程B                   线程C
3     //...           lock( lockObj )       lock( lockObj )
4     //...           {                     {
5     //...              //...
6     //...              //...
7     Monitor.Pulse      //...
8     Monitor.Wait       //...
9     //...              Monitor.Pulse
10    //...           }                     }
11 }

时间点0，假设线程A先得到了同步对象，它就登记到同步对象lockObj的“拥有者引用”中。
时间点3，线程B和C要求拥有同步对象，他们将在“就绪队列”排队：
            |--(拥有锁的线程) A
            |
3  lockObj--|--(就绪队列)   B,C
            |
            |--(等待队列)

时间点7，线程A用Pulse发出信号，允许第一个正在"等待队列"中的线程进入到”就绪队列“。但由于就绪队列是空的，什么事也没有发生。
时间点8，线程A用Wait放弃同步对象，并把自己放入"等待队列"。B,C已经在就绪队列中，因此其中的一个得以获得同步对象（假定是B）。B成了同步

对象的拥有者。C现在还是候补委员，可以自动获得空缺。而A则被关在门外，不能自动获得空缺。
            |--(拥有锁的线程) B
            |
8  lockObj--|--(就绪队列)   C
            |
            |--(等待队列)   A

时间点9，线程B用Pulse发出信号开门，第一个被关在门外的A被允许放入到就绪队列，现在C和A都成了候补委员，一旦同步对象空闲，都有机会得它。
            |--(拥有锁的线程) B
            |
9  lockObj--|--(就绪队列)   C,A
            |
            |--(等待队列)


时间点10，线程B退出Lock区块，同步对象闲置，就绪队列队列中的C或A就可以转正为拥有者（假设C得到了同步对象）。
            |--(拥有锁的线程) C
            |
10 lockObj--|--(就绪队列)   A
            |
            |--(等待队列)

随后C也退出Lock区块，同步对象闲置，A就重新得到了同步对象，并从Monitor.Wait中返回...
最终的执行结果就是：
B exit...
C exit...
A exit...

参考地址：http://bbs.csdn.net/topics/380095508

深入浅出多线程系列之一

http://www.cnblogs.com/LoveJenny/archive/2011/05/21/2049300.html

5天不再惧怕多线程——第二天锁机制

http://www.cnblogs.com/huangxincheng/archive/2012/03/14/2397068.html

多线程操作

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5天不再惧怕多线程——第二天 锁机制

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