C# 4.0 полное руководство - 2011 - Герберт Шилдт
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
public void ReleaseMutex()
В этой форме метод ReleaseMutex () освобождает мьютекс, для которого он был вызван, что дает возможность другому потоку получить данный мьютекс.
Для применения мьютекса с целью синхронизировать доступ к общему ресурсу упомянутые выше методы WaitOne () и ReleaseMutex () используются так, как показано в приведенном ниже фрагменте кода.
Mutex myMtx = new Mutex();
// ...
myMtx.WaitOne() ; // ожидать получения мьютекса // Получить доступ к общему ресурсу.
myMtx.ReleaseMutex(); // освободить мьютекс
При вызове метода WaitOne () выполнение соответствующего потока приостанавливается до тех пор, пока не будет получен мьютекс. А при вызове метода ReleaseMutex () мьютекс освобождается и затем может быть получен другим потоком. Благодаря такому подходу к синхронизации одновременный доступ к общему ресурсу ограничивается только одним потоком.
В приведенном ниже примере программы описанный выше механизм синхронизации демонстрируется на практике. В этой программе создаются два потока в виде классов IncThreadn DecThread, которым требуется доступ к общему ресурсу: переменной SharedRes . Count. В потоке IncThread переменная SharedRes . Count инкрементируется, а в потоке DecThread — декрементируется. Во избежание одновременного доступа обоих потоков к общему ресурсу SharedRes . Count этот доступ синхронизируется мьютексом Mtx, также являющимся членом класса SharedRes.
// Применить мьютекс.
using System;
using System.Threading;
//В этом классе содержится общий ресурс(переменная Count),
// а также мьютекс (Mtx), управляющий доступом к ней. class SharedRes {
public static int Count = 0;
public static Mutex Mtx = new Mutex();
}
// В этом потоке переменная SharedRes.Count инкрементируется, class IncThread { int num;
public Thread Thrd;
public IncThread(string name, int n) {
Thrd = new Thread(this.Run); num = n;
Thrd.Name = name;
Thrd.Start();
}
// Точка входа в поток, void Run() {
Console.WriteLine(Thrd.Name + " ожидает мьютекс.");
// Получить мьютекс.
SharedRes.Mtx.WaitOne();
Console.WriteLine(Thrd.Name + " получает мьютекс."); do {
Thread.Sleep (500);
SharedRes.Count++;
Console.WriteLine("В потоке " + Thrd.Name +
", SharedRes.Count = " + SharedRes.Count);
num— ;
} while(num > 0);
Console.WriteLine(Thrd.Name + " освобождает мьютекс.");
// Освободить мьютекс.
SharedRes.Mtx.ReleaseMutex();
}
}
// В этом потоке переменная SharedRes.Count декрементируется, class DecThread { int num;
public Thread Thrd;
public DecThread(string name, int n) {
Thrd = new Thread(new ThreadStart(this.Run)); num = n;
Thrd.Name = name;
Thrd.Start();
}
// Точка входа в поток, void Run() {
Console.WriteLine(Thrd.Name + " ожидает мьютекс.");
// Получить мьютекс.
SharedRes.Mtx.WaitOne();
Console.WriteLine(Thrd.Name + " получает мьютекс."); do {
Thread.Sleep(500) ;
SharedRes.Count—;
Console.WriteLine("В потоке " + Thrd.Name +
", SharedRes.Count = " + SharedRes.Count);
num— ;
} while(num > 0);
Console.WriteLine(Thrd.Name + " освобождает мьютекс.");
// Освободить мьютекс.
SharedRes.Mtx.ReleaseMutex();
}
}
class MutexDemo {
static void Main() {
// Сконструировать два потока.
IncThread mtl = new IncThread("Инкрементирующий Поток", 5); Thread.Sleep(1); // разрешить инкрементирующему потоку начаться DecThread mt2 = new DecThread("Декрементирующий Поток", 5);
mtl.Thrd.Join();
mt2.Thrd.Join();
}
}
Эта программа дает следующий результат.
Инкрементирующий Поток ожидает мьютекс.
Инкрементирующий Поток получает мьютекс.
Декрементирующий Поток ожидает мьютекс.
Декрементирующий Поток освобождает мьютекс.
Как следует из приведенного выше результата, доступ к общему ресурсу (переменной SharedRes . Count) синхронизирован, и поэтому значение данной переменной может быть одновременно изменено только в одном потоке.
Для того чтобы убедиться в том, что мьютекс необходим для получения приведенного выше результата, попробуйте закомментировать вызовы методов WaitOne () и ReleaseMutex () в исходном коде рассматриваемой здесь программы. При ее последующем выполнении вы получите следующий результат, хотя у вас он может оказаться несколько иным.
Как следует из приведенного выше результата, без мьютекса инкрементирование и декрементирование переменной SharedRes .Count происходит, скорее, беспорядочно, чем последовательно.
Мьютекс, созданный в предыдущем примере, известен только тому процессу, который его породил. Но мьютекс можно создать и таким образом, чтобы он был известен где-нибудь еще. Для этого он должен быть именованным. Ниже приведены формы конструктора, предназначенные для создания такого мьютекса.
public Mutex(bool initiallyOwned, string имя)
public Mutex(bool initiallyOwned, string имя, out bool createdNew)
В обеих формах конструктора имя обозначает конкретное имя мьютекса. Если в первой форме конструктора параметр ini tiallyOwned имеет логическое значение
true, то владение мьютексом запрашивается. Но поскольку мьютекс может принадлежать другому процессу на системном уровне, то для этого параметра лучше указать логическое значение false. А после возврата из второй формы конструктора параметр createdNew будет иметь логическое значение true, если владение мьютексом было запрошено и получено, и логическое значение false, если запрос на владение был отклонен. Существует и третья форма конструктора типа Mutex, в которой допускается указывать управляющий доступом объект типа MutexSecurity. С помощью именованных мьютексов можно синхронизировать взаимодействие процессов.
И последнее замечание: в потоке, получившем мьютекс, допускается делать один или несколько дополнительных вызовов метода Wait One () перед вызовом метода ReleaseMutex (), причем все эти дополнительные вызовы будут произведены успешно. Это означает, что дополнительные вызовы метода Wait One () не будут блокировать поток, который уже владеет мьютексом. Но количество вызовов метода Wait One () должно быть равно количеству вызовов метода ReleaseMutex () перед освобождением мьютекса.
Семафор
Семафор подобен мьютексу, за исключением того, что он предоставляет одновременный доступ к общему ресурсу не одному, а нескольким потокам. Поэтому семафор пригоден для синхронизации целого ряда ресурсов. Семафор управляет доступом к общему ресурсу, используя для этой цели счетчик. Если значение счетчика больше нуля, то доступ к ресурсу разрешен. А если это значение равно нулю, то доступ к ресурсу запрещен. С помощью счетчика ведется подсчет количества разрешений. Следовательно, для доступа к ресурсу поток должен получить разрешение от семафора.
Обычно поток, которому требуется доступ к общему ресурсу, пытается получить разрешение от семафора. Если значение счетчика семафора больше нуля, то поток получает разрешение, а счетчик семафора декрементируется. В противном случае поток блокируется до тех пор, пока не получит разрешение. Когда же потоку больше не требуется доступ к общему ресурсу, он высвобождает разрешение, а счетчик семафора инкрементируется. Если разрешения ожидает другой поток, то он получает его в этот момент. Количество одновременно разрешаемых доступов указывается при создании семафора. Так, если создать семафор, одновременно разрешающий только один доступ, то такой семафор будет действовать как мьютекс.
Семафоры особенно полезны в тех случаях, когда общий ресурс состоит из группы или пула ресурсов. Например, пул ресурсов может состоять из целого ряда сетевых соединений, каждое из которых служит для передачи данных. Поэтому потоку, которому требуется сетевое соединение, все равно, какое именно соединение он получит. В данном случае семафор обеспечивает удобный механизм управления доступом к сетевым соединениям.
Семафор реализуется в классе System. Threading. Semaphore, у которого имеется несколько конструкторов. Ниже приведена простейшая форма конструктора данного класса:
