1、C#多線程編程實例實戰問題的提出所謂單個寫入程序/多個閱讀程序的線程同步問題， 是指任意數量的線 程訪問共享資源時，寫入程序（線程）需要修改共享資源，而閱讀程序（線 程）需要讀取數據。在這個同步問題中，很容易得到下面二個要求：1） 當一個線程正在寫入數據時，其他線程不能寫，也不能讀。2） 當一個線程正在讀入數據時，其他線程不能寫，但能夠讀。 在數據庫應用程序環境中經常遇到這樣的問題。比如說，有n個最終用戶，他們都要同時訪問同一個數據庫。其中有m個用戶要將數據存入數據 庫，n-m個用戶要讀取數據庫中的記錄。很顯然，在這個環境中，我們不能讓兩個或兩個以上的用戶同時更新 同一條記錄，如果兩個或兩個以

2、上的用戶都試圖同時修改同一記錄，那么該 記錄中的信息就會被破壞。我們也不讓一個用戶更新數據庫記錄的同時，讓另一用戶讀取記錄的 內容。因為讀取的記錄很有可能同時包含了更新和沒有更新的信息，也就是 說這條記錄是無效的記錄。實現分析規定任一線程要對資源進行寫或讀操作前必須申請鎖。根據操作的不 同，分為閱讀鎖和寫入鎖，操作完成之后應釋放相應的鎖。將單個寫入程序/多個閱讀程序的要求改變一下，可以得到如下的形式：一個線程申請閱讀鎖的成功條件是：當前沒有活動的寫入線程。一個線程申請寫入鎖的成功條件是：當前沒有任何活動（對鎖而言）的線程因此，為了標志是否有活動的線程，以及是寫入還是閱讀線程，引入 一個變量m_

3、nActive，如果m_nActive 0，則表示當前活動閱讀線程的數 目，如果m_nActive=0，則表示沒有任何活動線程，m_nActive 0，表示當 前有寫入線程在活動，注意m_nActive0，時只能取-1的值，因為只允許有 一個寫入線程活動。為了判斷當前活動線程擁有的鎖的類型，我們采用了線程局部存儲技 術(請參閱其它參考書籍) ，將線程與特殊標志位關聯起來。申請閱讀鎖的函數原型為：public void AcquireReaderLock( intmillisecondsTimeout )，其中的參數為線程等待調度的時間。函數定義如 下：publicvoid AcquireRea

4、derLock( int millisecondsTimeout )/ m_mutext很快可以得到，以便進入臨界區m_mutex.WaitOne( );/是否有寫入線程存在bool bExistingWriter = ( m_nActive 0 );if( bExistingWriter ) /等待閱讀線程數目加1,當有鎖釋放時，根據此數目來調度線程m_nWaitingReaders+;else /當前活動線程加1 m_nActive+;m_mutex.ReleaseMutex();/存儲鎖標志為ReaderSystem.LocalDataStoreSlot slotThread.GetNa

5、medDataSlot(m_strThreadSlotName); object obj =Thread.GetData( slot );LockFlags flag = LockFlags.None;if( obj != null )flag = (LockFlags)obj ;if( flag = LockFlags.None )Thread.SetData( slot, LockFlags.Reader );elseThread.SetData( slot, (LockFlags)(int)flag | (int)LockFlags.Reader ) );if( bExistingWri

6、ter ) /等待指定的時間this.m_aeReaders.WaitOne( millisecondsTimeout, true );它首先進入臨界區(用以在多線程環境下保證活動線程數目的操作的 正確性)判斷當前活動線程的數目，如果有寫線程(m_nActive=0)，則可以讓讀線程繼續運行。申請寫入鎖的函數原型為：public void AcquireWriterLock( intmillisecondsTimeout )，其中的參數為等待調度的時間。函數定義如下：public voidAcquireWriterLock( int millisecondsTimeout )/ m_mutex

7、t很快可以得到，以便進入臨界區m_mutex.WaitOne( );/是否有活動線程存在bool bNoActive = m_nActive = 0;if( !bNoActive )m_nWaitingWriters+;elsem_nActive-;m_mutex.ReleaseMutex();/存儲線程鎖標志System.LocalDataStoreSlot slotThread.GetNamedDataSlot( myReaderWriterLockDataSlot );object obj = Thread.GetData( slot );LockFlags flag = LockFla

8、gs.None;if( obj != null )flag = (LockFlags)Thread.GetData( slot );if( flag = LockFlags.None )Thread.SetData( slot, LockFlags.Writer );elseThread.SetData( slot, (LockFlags)(int)flag | (int)LockFlags.Writer ) );/如果有活動線程，等待指定的時間if( !bNoActive ) this.m_aeWriters.WaitOne( millisecondsTimeout, true );它首先進

9、入臨界區判斷當前活動線程的數目，如果當前有活動線程存 在，不管是寫線程還是讀線程(m_nActive)，線程將等待指定的時間并且等 待的寫入線程數目加1，否則線程擁有寫的權限。釋放閱讀鎖的函數原型為：public void ReleaseReaderLock()。函數定義如下：public void ReleaseReaderLock()System.LocalDataStoreSlot slotThread.GetNamedDataSlot(m_strThreadSlotName );LockFlags flag = (LockFlags)Thread.GetData( slot );if(

10、 flag = LockFlags.None )return;bool bReader = true;switch( flag )case LockFlags.None:break;case LockFlags.Writer: bReader = false;break;if( !bReader ) return;Thread.SetData( slot, LockFlags.None ); m_mutex.WaitOne();AutoResetEvent autoresetevent = null; this.m_nActive -;if( this.m_nActive = 0 )if( t

11、his.m_nWaitingReaders 0 )m_nActive + ;m_nWaitingReaders -; autoresetevent = this.m_aeReaders;else if( this.m_nWaitingWriters 0)m_nWaitingWriters-; m_nActive -;autoresetevent = this.m_aeWriters ;m_mutex.ReleaseMutex();if( autoresetevent != null )autoresetevent.Set();釋放閱讀鎖時，首先判斷當前線程是否擁有閱讀鎖(通過線程局部存 儲的標

12、志)，然后判斷是否有等待的閱讀線程，如果有，先將當前活動線程 加1，等待閱讀線程數目減1，然后置事件為有信號。如果沒有等待的閱讀 線程，判斷是否有等待的寫入線程，如果有則活動線程數目減1，等待的寫入線程數目減1。釋放寫入鎖與釋放閱讀鎖的過程基本一致，可以參看源代 碼。注意在程序中，釋放鎖時，只會喚醒一個閱讀程序，這是因為使用AutoResetEvent的原歷，讀者可自行將其改成ManualResetEvent，同時喚 醒多個閱讀程序，此時應令m_nActive等于整個等待的閱讀線程數目。 測試測試程序取自.Net FrameSDI中的一個例子，只是稍做修改。測試程序如下，using Syste

13、m;using System.Threading;using MyThreading;class Resource myReaderWriterLock rwl = new myReaderWriterLock();public void Read(Int32 threadNum) rwl.AcquireReaderLock(Timeout.Infinite);try threadNum);Thread.Sleep(750);Console.WriteLine(Stop Resource writingfinally rwl.ReleaseWriterLock();Console.WriteL

14、ine(StartResourcereading(Thread=threadNum);Thread.Sleep(250);Console.WriteLine(Stop Resource reading(Thread=0), threadNum);finally rwl.ReleaseReaderLock();public void Write(Int32 threadNum) rwl.AcquireWriterLock(Timeout.Infinite);try Console.WriteLine(StartResourcewriting(Thread=(Thread=0), threadNu

15、m);class App static Int32 numAsyncOps = 20;static AutoResetEvent asyncOpsAreDone = new AutoResetEvent(false);static Resource res = new Resource();public static void Main() for (Int32 threadNum = 0; threadNum 20; threadNum+) ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(UpdateResource),threadNum);asyncOpsAreDone.WaitOne();Console.WriteLine(All operations have completed.);Console.ReadLine();/ delegate (it takes an Object parameter and returns void)stati