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浅解多线程（二）之和尚们的那些事儿
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浅解多线程（一）之线程入门起步
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- 确定多线程的结束时间，thread的IsAlive属性
- 线程优先级，thread的ThreadPriority属性
- 线程通信之Monitor类
- 线程排队之Join
- 多线程互斥锁Mutex
- 信号量semaphore
确定多线程的结束时间，thread的IsAlive属性
在多个线程运行的背景下，了解线程什么时候结束，什么时候停止是很有必要的。
案例：老和尚念经计时，2本经书，2个和尚念，一人一本，不能撕破，最短时间念完，问老和尚们念完经书最短需要多长时间。
分析：首先在开始念经的时候给计时，记为A，最后在记下慢和尚念完经书时的时间，记为B。求B-A
代码：IsAlive属性:标识此线程已启动并且尚未正常终止或中止，则为 true，再念，没念完，努力中；否则为 false，念完啦，歇着。
//和尚1，和尚2 public Thread td1, td2; public void StarThread() { //开启一个线程执行Hello方法，即和尚1念菠萝菠萝蜜 ThreadStart ts = new ThreadStart(Hello); td1 = new Thread(ts); td1.Start(); } public void StarThread1() { //开启一个线程执行Welcome方法，即和尚2念大金刚经 ThreadStart ts = new ThreadStart(Welcome); td2 = new Thread(ts); td2.Start(); } public string sayh="", sayw=""; //菠萝菠萝蜜 public void Hello() { //念 sayh = "Hellow everyone ! "; } //大金刚经 public void Welcome() { //念 sayw = "Welcome to ShangHai ! "; //偷懒10秒 Thread.Sleep(10000); } protected void btn_StarThread_Click(object sender, EventArgs e) { //记时开始，预备念 Response.Write("开始念的时间： "+DateTime.Now.ToString() + "</br>"); //和尚1就位 StarThread(); //和尚2就位 StarThread1(); int i = 0; while (i == 0) { //判断线程的IsAlive属性 //IsAlive标识此线程已启动并且尚未正常终止或中止，则为 true；否则为 false。 //如果两个都为false说明，线程结束终止 if (!td1.IsAlive && !td2.IsAlive) { i++; if (i == 1) { //念得内容，绕梁三尺。 Response.Write("我们年的内容： "+(sayh + " + " + sayw) + "</br>"); Response.Write("念完时的时间： "+DateTime.Now.ToString()); Response.End(); } } } }
线程优先级，thread的ThreadPriority属性
线程优先级区别于线程占有cpu时间的多少，当然优先级越高同等条件下占有的cpu时间越多。级别高的执行效率要高于级别低的。
优先级有5个级别：Lowest<BelowNormal<Normal<AboveNormal<Highest;默认为Normal。
案例：老和尚娶媳妇。佛祖说：你们3个和尚，清修刻苦，现特许你们娶媳妇啦，不过娶媳妇的只能是你们三个中间的一人。条件是我手中的经书谁能先念完，谁可以娶。
分析：和尚平时都很刻苦，各有特点，平时和尚1在lowest环境下念经，和尚2在normal环境下念经，和尚3在Highest环境下念经。
protected void btn_StarThread_Click(object sender, EventArgs e) { Write(); } //i为和尚1念的页数 //j为和尚2念的页数 //k为和尚3念的页数 //c为经书总页数 int i=0,j=0,k=0,c=10000000; //和尚1念经 public void Jsi() { while (i <= c) { i+=1; } } //和尚2念经 public void Jsj() { while (j <= c) { j+=1; } } //和尚3念经 public void Jsk() { while (k <= c) { k+=1; } } public void Write() { //开启线程计算i ThreadStart sti = new ThreadStart(Jsi); Thread tdi = new Thread(sti); //设置线程优先级为Lowest。和尚1在Lowest环境下念经 tdi.Priority = ThreadPriority.Lowest; //开启线程计算j ThreadStart stj = new ThreadStart(Jsj); Thread tdj = new Thread(stj); //设置线程优先级为Normal。和尚2在Normal环境下念经 tdj.Priority = ThreadPriority.Normal; //开启线程计算k ThreadStart stk = new ThreadStart(Jsk); Thread tdk = new Thread(stk); //设置线程优先级为Highest。和尚3在Highest环境下念经 tdk.Priority = ThreadPriority.Highest; //开始 tdj.Start(); tdk.Start(); tdi.Start(); int s = 0; while (s==0) { if (k > c) { s++; Response.Write("比赛结束,结果如下：</br></br>"); Response.Write("和尚1在Lowest环境下念经:" + i + "页</br>和尚2在Normal环境下念经:" + j + "页</br>和尚3在Highest环境下念经:" + k + "页</br></br>"); Response.Write("佛祖又说：你念或者不念，苍老师，就在那里！"); Response.End(); } } }
为啦方便期间，从这以后，我要用控制台程序演示，操控线程。
线程通信之Monitor类
如果，你的线程A中运行锁内方法时候，需要去访问一个暂不可用资源B，可能在B上需耗费很长的等待时间，那么这时候你的线程A，将占用锁内资源，阻塞其它线程访问锁定内容，造成性能损失。你该怎么解决这样子的问题呢？这样，让A暂时放弃锁，停留在锁中的，允许其它线程访问锁，而等B资源可用时，通知A让他继续锁内的操作。是不是解决啦问题，这样就用到啦这段中的Monitor类，提供的几个方法：Wait(),Pulse(),PulseAll()，这几个方法只能在当前锁定中使用。
Wait():暂时中断运行锁定中线程操作，释放锁，时刻等待着通知复活。
Pulse()：通知等待该锁线程队列中的第一个线程，此锁可用。
PulseAll()：通知所有锁，此锁可用。
案例：嵩山少林和尚开会。主持人和尚主持会议会不停的上舞台讲话，方丈会出来宣布大会开始，弟子们开始讨论峨眉山怎么走。
分析：主持人一个线程，方丈一个线程，弟子们一个线程，主持人贯彻全场。
public class MutexSample { static void Main() { comm com = new comm(); com.dhThreads(); Console.ReadKey(); } } public class comm { //状态值：0时主持人和尚说，1时方丈说，2时弟子们说,3结束。 int sayFla; //主持人上台 int i = 0; public void zcrSay() { lock (this) { string sayStr; if (i == 0) { //让方丈说话 sayFla = 1; sayStr = Thread.CurrentThread.Name+"今晚，阳光明媚，多云转晴，方丈大师，程祥云而来，传扬峨眉一隅，情况如何，还请方丈闪亮登场。"; Console.WriteLine(sayStr); i++; //此时sayFla=1通知等待的方丈线程运行 Monitor.Pulse(this); //暂时锁定主持人，暂停到这里，释放this让其它线程访问 Monitor.Wait(this); } //被通知后，从上一个锁定开始运行到这里 if (i == 1) { //让弟子说话 sayFla = 2; sayStr = Thread.CurrentThread.Name + "看方丈那幸福的表情，徜徉肆恣，愿走的跟他去吧。下面请弟子们各抒己见"; Console.WriteLine(sayStr); i++; //此时sayFla=12通知等待的弟子线程运行 Monitor.Pulse(this); //暂时锁定主持人，暂停到这里，释放this让其它线程访问 Monitor.Wait(this); } //被通知后，从上一个锁定开始运行到这里 if (i == 2) { sayFla = 3; sayStr = Thread.CurrentThread.Name + "大会结束！方丈幸福！！苍老师你在哪里？！！放开那女孩 ..."; Console.WriteLine(sayStr); i++; Monitor.Wait(this); } } } //方丈上台 public void fzSay() { lock (this) { while (true) { if (sayFla != 1) { Monitor.Wait(this); } if (sayFla == 1) { Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + "蓝蓝的天空，绿绿的湖水，我看见，咿呀呀呀，看见一老尼，咿呀呀，在水一方。愿意来的一起来，不愿来的苍老师给你们放寺里。。咿呀呀，我走啦。。。"); //交给主持人 sayFla = 0; //通知主持人线程，this可用 Monitor.Pulse(this); } } } } //弟子上台 public void dzSay() { lock (this) { while (true) { if (sayFla != 2) { Monitor.Wait(this); } if (sayFla == 2) { Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + "果真如此的话，还是方丈大师自己去吧！！ 祝福啊 .... "); //交给主持人 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(); } }
线程排队之Join
多线程，共享一个资源，先后操作资源。Join()方法，暂停当前线程，直到指定线程运行完毕，才唤醒当前线程。如果没有Join，多线程随机读取公用资源，没有先后次序。
案例：两个和尚念一本经书,老和尚年前半本书，小和尚念后半本书，小和尚调皮，非要先念，就给老和尚用迷魂药啦。。
分析：一本书6页，小和尚4-6，老和尚1-3，两个和尚，两个线程。
public class 连接线程Join { //小和尚 public static Thread litThread; //老和尚 public static Thread oldThread; //老和尚念经 static void oldRead() { //老和尚被小和尚下药 litThread.Join(); //暂停oldThread线程，开始litThread，直到litThread线程结束，oldThread才继续运行,如果不适用Join将小和尚一句，老和尚一句，随即没有规则的。 for (int i = 1; i <= 3; i++) { Console.WriteLine(i); } } //小和尚念经 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(); //暂停oldThread线程，开始litThread，直到litThread线程结束，oldThread才继续运行 litThread.Start(); Console.ReadKey(); } }
多线程互斥锁Mutex
互斥锁是一个同步的互斥对象，适用于，一个共享资源，同时只能有一个线程能够使用。
共享资源加互斥锁，需要两部走：1.WaitOne(),他将处于等待状态知道可以获取资源上的互斥锁，获取到后，阻塞主线程运行，直到释放互斥锁结束。2.ReleaseMutex（），释放互斥锁，是其它线程可以获取该互斥锁。
案例:和尚写日记。最近寺庙香火不旺，为啦节约用水，方丈发话两个和尚用一个本子写日记。
分析：好比多个线程写日志，同时只能有一个线程写入日志文件。
public class 多线程互斥锁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; //初始化互斥锁，没被获取 public static Mutex mtx = new Mutex(); ////初始化互斥锁，被主调线程获取 //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(); } //写日记，过程 void run() { Console.WriteLine(thrd.Name + " ， 等待互斥锁 。"); SharedRes.mtx.WaitOne(); Console.WriteLine(thrd.Name + " ，获得互斥锁 。"); do { Thread.Sleep(500); SharedRes.count++; Console.WriteLine("今天我 " + thrd.Name + " 比较强，这样写吧 :" + SharedRes.count); num--; }while(num>0); Console.WriteLine(thrd.Name + " ， 释放互斥锁 。"); 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(); } //写日记，过程 void run() { Console.WriteLine(thrd.Name + "， 等待互斥锁 。"); SharedRes.mtx.WaitOne(); Console.WriteLine(thrd.Name + " ，获得互斥锁 。"); do { Thread.Sleep(500); SharedRes.count--; Console.WriteLine("今天我 " + thrd.Name + " 比较衰，这样写吧 :" + SharedRes.count); num--; } while (num > 0); Console.WriteLine(thrd.Name + " ， 释放互斥锁 。"); SharedRes.mtx.ReleaseMutex(); } }
信号量semaphore
类似于互斥锁，只不过他可以指定多个线程来访问，共享资源。在初始化信号量的同时，指定多少个线程可以访问，假如允许2个线程访问，而却有3个线程等待访问，那么他将只允许2个访问，一旦已访问的2个线程中有一个访问完成释放信号量，那么没有访问的线程立马可以进入访问。
案例：和尚抓鸡，3个和尚抓鸡，只有两只鸡，那么鸡圈管理员只允许2个和尚先进，抓到说三句话放下，出来，让第三个和尚进去抓。
分析：三个线程，初始信号量允许2个线程访问。
public class 信号量semaphore { static void Main(string[] args) { MyThread td1 = new MyThread("降龙"); MyThread td2 = new MyThread("伏虎"); MyThread td3 = new MyThread("如来"); td1.td.Start(); td2.td.Start(); td3.td.Start(); Console.ReadKey(); } } public class MyThread { //初始化，新号量，允许2个线程访问，最大2也是2个。 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; } //过程很美好 public void Run() { Console.WriteLine(td.Name+"，等待一个信号量。"); sem.WaitOne(); Console.WriteLine(td.Name+"，已经获得新号量。"); Thread.Sleep(500);
//很有深意的三句话 char[] cr = { ‘a‘,‘o‘,‘e‘}; foreach (char v in cr) { Console.WriteLine(td.Name+",输出v: "+v); Thread.Sleep(300); } Console.WriteLine(td.Name+",释放新号量。"); sem.Release(); } }
结束，笑纳，海涵。
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