C# 多線程(互斥對象)

如何控制好多個線程相互之間的聯絡，不產生衝突和重複，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，然後上車，最後下車。當一個乘客在車上時，其他乘客就只有等他下車以後才可以上車。而線程與 Mutex 對象的關係也正是如此，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，其他想要擷取這個 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號誌。這裡用它的有訊號狀態來表示一個線程的結束。

 
Mutex 類的程式樣本：   

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 ");

            // 建立一個 Mutex 對象，並且命名為 MyMutex 

            gM1 = new Mutex(true, "MyMutex");

            // 建立一個未命名的 Mutex 對象. 

            gM2 = new Mutex(true);

            Console.WriteLine(" - Main Owns gM1 and gM2");

            // 為後面的線程 t1,t2,t3,t4 定義 AutoResetEvent 對象 

            AutoResetEvent[] evs = new AutoResetEvent[] { Event1, Event2, Event3, 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(2000);

            Console.WriteLine(" - Main releases gM2");

            gM2.ReleaseMutex(); // 線程 t1,t4 結束條件滿足 

            WaitHandle.WaitAll(evs); // 等待所有四個線程結束 

            Console.WriteLine("Mutex Sample");

        }

        public void t1Start()

        {

            Console.WriteLine("t1Start started, Mutex.WaitAll(Mutex[])");

            Mutex[] gMs = new Mutex[2];

            gMs[0] = gM1; // 建立一個 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 設定為有訊號狀態 

        }

        public void t2Start()

        {

            Console.WriteLine("t2Start started, gM1.WaitOne( )");

            gM1.WaitOne(); // 等待 gM1 的釋放 

            Thread.Sleep(2000);

            Console.WriteLine("t2Start finished, gM1.WaitOne( ) satisfied");

            Event2.Set(); // 線程結束，將 Event2 設定為有訊號狀態 

        }

        public void t3Start()

        {

            Console.WriteLine("t3Start started, Mutex.WaitAny(Mutex[])");

            Mutex[] gMs = new Mutex[2];

            gMs[0] = gM1; // 建立一個 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 設定為有訊號狀態 

        }

        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 設定為有訊號狀態 

        }

    }

}

線程 t2,t3 的運行是以 gM1 的釋放為條件的；而 t4 在 gM2 釋放後開始執行，t1 則在 gM1 和 gM2 都被釋放了之後才執行。Main()函數最後，使用 WaitHandle 等待所有的 AutoResetEvent 對象的訊號，這些對象的訊號代表相應線程的結束。