使用 CountdownEvent 实现线程同步与协作
在C中，`CountdownEvent` 是一个非常有用的类，它允许线程在达到特定的计数时同步。`CountdownEvent` 类位于 `System.Threading` 命名空间下，它提供了一种简单的方式来控制线程的执行顺序，特别是在需要等待多个事件完成时。
本文将深入探讨 `CountdownEvent` 的使用，包括其基本概念、如何创建和使用 `CountdownEvent`，以及一些高级用法。我们将通过一系列示例来展示如何利用 `CountdownEvent` 实现线程同步与协作。
基本概念
`CountdownEvent` 类允许你设置一个初始计数，当这个计数减到零时，事件完成。你可以通过调用 `Wait` 方法来等待事件完成，或者通过调用 `Add` 方法来增加计数。
创建 CountdownEvent
csharp
using System;
using System.Threading;
class Program
{
static CountdownEvent countdownEvent;
static void Main()
{
countdownEvent = new CountdownEvent(3); // 初始化计数为3
Thread t1 = new Thread(DoWork);
Thread t2 = new Thread(DoWork);
Thread t3 = new Thread(DoWork);
t1.Start();
t2.Start();
t3.Start();
// 等待所有线程完成
countdownEvent.Wait();
Console.WriteLine("所有工作线程已完成。");
}
static void DoWork()
{
Console.WriteLine("线程 {0} 正在工作...", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
Thread.Sleep(1000); // 模拟工作
countdownEvent.Signal(); // 减少计数
}
}
在上面的代码中，我们创建了一个 `CountdownEvent` 对象，并将其初始计数设置为3。然后，我们创建了三个线程，每个线程执行 `DoWork` 方法。在 `DoWork` 方法中，线程执行一些工作（这里通过 `Thread.Sleep` 模拟），然后调用 `Signal` 方法来减少 `CountdownEvent` 的计数。
等待事件完成
`Wait` 方法可以用来等待 `CountdownEvent` 达到零。它有两种重载形式：
- `Wait()`：无限期等待。
- `Wait(int millisecondsTimeout)`：等待指定的时间，如果在此时间内计数达到零，则返回；否则，超时后返回。
csharp
countdownEvent.Wait(); // 等待事件完成
使用 AutoResetEvent 和 ManualResetEvent
`CountdownEvent` 类是 `AutoResetEvent` 和 `ManualResetEvent` 的更高级版本。`AutoResetEvent` 和 `ManualResetEvent` 也可以用来同步线程，但它们的行为与 `CountdownEvent` 不同。
- `AutoResetEvent`：当 `Reset` 被调用时，它会自动重置为非信号状态。
- `ManualResetEvent`：需要显式调用 `Reset` 来重置事件。
`CountdownEvent` 提供了更灵活的计数机制，允许你设置一个初始计数，并在需要时增加或减少计数。
高级用法
异步等待
`CountdownEvent` 支持异步等待，这意味着你可以使用 `await` 关键字来等待事件完成，而不会阻塞当前线程。
csharp
static async Task Main()
{
countdownEvent = new CountdownEvent(3);
Task[] tasks = new Task[3];
for (int i = 0; i DoWork());
}
await Task.WhenAll(tasks); // 等待所有任务完成
Console.WriteLine("所有工作线程已完成。");
}
static void DoWork()
{
Console.WriteLine("线程 {0} 正在工作...", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
Thread.Sleep(1000); // 模拟工作
countdownEvent.Signal(); // 减少计数
}
在上面的代码中，我们使用 `Task.WhenAll` 来等待所有任务完成，而不是使用 `countdownEvent.Wait()`。
使用多个 CountdownEvent
有时你可能需要多个 `CountdownEvent` 来同步多个事件。在这种情况下，你可以使用 `CountdownEvent` 的 `Add` 方法来增加多个事件的计数。
csharp
CountdownEvent event1 = new CountdownEvent(1);
CountdownEvent event2 = new CountdownEvent(1);
// 等待两个事件都完成
await Task.WhenAll(event1.WaitAsync(), event2.WaitAsync());
在这个例子中，我们创建了两个 `CountdownEvent` 对象，并使用 `WaitAsync` 方法来异步等待它们完成。
总结
`CountdownEvent` 是C中一个强大的线程同步工具，它允许你以灵活的方式控制线程的执行顺序。通过本文的示例，我们了解了如何创建和使用 `CountdownEvent`，以及一些高级用法。通过掌握这些技术，你可以更有效地编写多线程应用程序，实现线程间的同步与协作。
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