C#之線程同步Mutex類方式
Mutex（互斥鎖）
Mutex： 命名空間:System.Threading
一個同步基元，也可用于進(jìn)程間同步。是.NET Framework 中提供跨多個線程，或多個進(jìn)程同步訪問的一個類。它非常類似于Monitor類，他們都只有一個線程能擁有鎖定，只有一個線程能獲得互斥鎖，訪問受互斥保護(hù)的同步代碼區(qū)域。
在 Mutex 類的構(gòu)造函數(shù)中，可以指定互斥是否最初應(yīng)有主線程擁有，定義互斥的名稱，獲得互斥是否以存在的信息。
例：
bool flag; Mutex mutex = new Mutex(false, "ProcSharpMutex", out flag);
第三個參數(shù)定義輸出參數(shù)，接受一個互斥是否為新建的 bool 值。如果返回 False 表示互斥已經(jīng)定義?；コ饪梢栽诹硪粋€進(jìn)程中定義，因為操作系統(tǒng)能夠識別有名子的互斥，它有不同的進(jìn)程共享。
如果沒有給互斥指定名稱，互斥就是未命名的，不在不同的進(jìn)程之間共享。
要打開已有的互斥，還可以使用 Mutex.OpenExisting()方法，它不需要用構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建互斥時需要的相同 .NET權(quán)限。
由于 Mutex 派生于 WaitHandle , 因此可以利用 WaitOne() 方法獲得互斥鎖定，在該過程中成為該互斥擁有者。調(diào)用 ReleaseMutex() 方法 ，即可釋放互斥。
例：
if (mutex.WaitOne())
{
try
{
//同步的區(qū)域
}
finally
{
mutex.ReleaseMutex();//釋放 mutex 一次
}
}
else
{
//等待時發(fā)生了一些問題
}構(gòu)造函數(shù)
| 構(gòu)造函數(shù) | 描述 |
|---|---|
| Mutex() | 使用默認(rèn)屬性初始化 Mutex 類的新實例。 |
| Mutex(Boolean) | 用一個指示調(diào)用線程是否應(yīng)擁有互斥體的初始所屬權(quán)的布爾值來初始化 Mutex 類的新實例。 |
| Mutex(Boolean, String) | 用一個指示調(diào)用線程是否應(yīng)擁有互斥體的初始所屬權(quán)的布爾值和一個作為互斥體名稱的字符串來初始化 Mutex 類的新實例。 |
| Mutex(Boolean, String, Boolean) | 使用可指示調(diào)用線程是否應(yīng)具有互斥體的初始所有權(quán)以及字符串是否為互斥體的名稱的 Boolean 值和當(dāng)線程返回時可指示調(diào)用線程是否已賦予互斥體的初始所有權(quán)的 Boolean 值初始化 Mutex 類的新實例。 |
| Mutex(Boolean, String, Boolean, MutexSecurity) | 使用可指示調(diào)用線程是否應(yīng)具有互斥體的初始所有權(quán)以及字符串是否為互斥體的名稱的 Boolean 值和當(dāng)線程返回時可指示調(diào)用線程是否已賦予互斥體的初始所有權(quán)以及訪問控制安全是否已應(yīng)用到命名互斥體的 Boolean 變量初始化 Mutex 類的新實例。 |
方法
| 方法名稱 | 描述 |
|---|---|
| Close() | 釋放由當(dāng)前 WaitHandle 占用的所有資源。 (Inherited from WaitHandle) |
| CreateObjRef(Type) | 創(chuàng)建一個對象，該對象包含生成用于與遠(yuǎn)程對象進(jìn)行通信的代理所需的全部相關(guān)信息。 (Inherited from MarshalByRefObject) |
| Dispose() | 釋放 WaitHandle 類的當(dāng)前實例所使用的所有資源。 (Inherited from WaitHandle) |
| Dispose(Boolean) | 當(dāng)在派生類中重寫時，釋放 WaitHandle 使用的非托管資源，并且可選擇釋放托管資源。 (Inherited from WaitHandle) |
| Equals(Object) | 確定指定的對象是否等于當(dāng)前對象。 (Inherited from Object) |
| GetAccessControl() | 獲取一個 MutexSecurity 對象，該對象表示已命名互斥體的訪問控制安全性。 |
| OpenExisting(String) | 打開指定名稱為 mutex（如果已經(jīng)存在）。 |
| OpenExisting(String, MutexRights) | 用安全訪問權(quán)限打開指定名稱為 mutex（如果已經(jīng)存在），并返回指示操作是否成功的值。 |
| ReleaseMutex() | 釋放 Mutex 一次。 |
| WaitOne() | 阻止當(dāng)前線程，直到當(dāng)前 WaitHandle 收到信號。 |
| WaitOne(Int32) | 阻止當(dāng)前線程，直到當(dāng)前 WaitHandle 收到信號，同時使用 32 位帶符號整數(shù)指定時間間隔（以毫秒為單位）。 |
屬性
| 屬性 | 描述 |
|---|---|
| Handle | 獲取或設(shè)置本機(jī)操作系統(tǒng)句柄。 |
| SafeWaitHandle | 獲取或設(shè)置本機(jī)操作系統(tǒng)句柄。 |
字段
| 字段 | 描述 |
|---|---|
| WaitTimeout | 指示在任何等待句柄終止之前 WaitAny(WaitHandle[], Int32, Boolean) 操作已超時。 此字段為常數(shù)。 |
詳細(xì)結(jié)構(gòu)請點(diǎn)擊MSDN 文檔連接： Mutex
基本用法Dome1:
// 創(chuàng)建一個新的互斥對象。創(chuàng)建線程不擁有互斥對象。
private static Mutex mut = new Mutex();
private const int numIterations = 1;
private const int numThreads = 3;
static void Main(string[] args)
{
// 創(chuàng)建將使用受保護(hù)資源的3個線程。
for (int i = 0; i < numThreads; i++)
{
Thread newThread = new Thread(new ThreadStart(ThreadProc));
newThread.Name = String.Format("Thread{0}", i + 1);
newThread.Start();
}
//主線程退出，但是應(yīng)用程序繼續(xù)運(yùn)行，直到所有前臺線程退出為止。
Console.ReadKey();
}
private static void ThreadProc()
{
for (int i = 0; i < numIterations; i++)
{
UseResource();
}
}
//此方法表示必須同步的資源
//這樣每次只能進(jìn)入一個線程。
private static void UseResource()
{
// 等安全了再進(jìn)去。
Console.WriteLine("{0} 正在請求互斥鎖", Thread.CurrentThread.Name);
mut.WaitOne();
Console.WriteLine("{0} 已進(jìn)入保護(hù)區(qū)", Thread.CurrentThread.Name);
//在這里放置訪問不可重入資源的代碼。
// 模擬一些工作。
Thread.Sleep(500);
Console.WriteLine("{0} 離開保護(hù)區(qū)", Thread.CurrentThread.Name);
// 釋放互斥鎖。
mut.ReleaseMutex();
Console.WriteLine("{0} 正在釋放互斥鎖", Thread.CurrentThread.Name);
}輸出：每次執(zhí)行進(jìn)入的先后順序都不一樣
Dome2: 每個線程調(diào)用WaitOne(Int32)方法以獲取互斥體。 如果達(dá)到超時間隔，該方法返回false，并在線程獲取 mutex 既不獲得互斥鎖保護(hù)的資源訪問權(quán)。 ReleaseMutex只能由獲得該互斥體的線程調(diào)用方法。
// 創(chuàng)建一個新的互斥對象。創(chuàng)建線程不擁有互斥對象。
private static Mutex mut = new Mutex();
private const int numIterations = 1;
private const int numThreads = 3;
static void Main(string[] args)
{
Program p = new Program();
p.StartThreads();
Console.ReadKey();//這里阻塞一下，可以看到輸出結(jié)果
}
private void StartThreads()
{
// 創(chuàng)建將使用受保護(hù)資源的3個線程。
for (int i = 0; i < numThreads; i++)
{
Thread newThread = new Thread(new ThreadStart(ThreadProc));
newThread.Name = String.Format("Thread{0}", i + 1);
newThread.Start();
}
//主線程退出，但是應(yīng)用程序繼續(xù)運(yùn)行，直到所有前臺線程退出為止。
}
private static void ThreadProc()
{
for (int i = 0; i < numIterations; i++)
{
UseResource();
}
}
//此方法表示必須同步的資源
//這樣每次只能進(jìn)入一個線程。
private static void UseResource()
{
// 等安全了再進(jìn)去。
Console.WriteLine("{0} 正在請求互斥鎖", Thread.CurrentThread.Name);
if(mut.WaitOne(1000))
{
Console.WriteLine("{0} 已進(jìn)入保護(hù)區(qū)", Thread.CurrentThread.Name);
//在這里放置訪問不可重入資源的代碼。
// 模擬一些工作。
Thread.Sleep(500);
Console.WriteLine("{0} 離開保護(hù)區(qū)", Thread.CurrentThread.Name);
// 釋放互斥鎖。
mut.ReleaseMutex();
Console.WriteLine("{0} 正在釋放互斥鎖", Thread.CurrentThread.Name);
}
else
{
Console.WriteLine("{0} 沒有獲取互斥鎖", Thread.CurrentThread.Name);
}
}
~Program()
{
mut.Dispose();
}輸出結(jié)果：
重要
此類型實現(xiàn)IDisposable接口。 在使用完類型后，您應(yīng)直接或間接釋放類型。 若要直接釋放類型，調(diào)用其Dispose中的方法 try / catch塊。 若要間接釋放類型，請使用 using（在 C# 中）或 Using
可以使用WaitHandle.WaitOne來請求所有權(quán)的互斥體的方法。 調(diào)用線程受到阻止，直到發(fā)生下列情況之一：
- 互斥體是發(fā)出信號，以指示它不屬于。 在此情況下，WaitOne方法將返回true，調(diào)用線程是互斥體的所有權(quán)，并訪問受該互斥體的資源。 完成后訪問資源，必須調(diào)用線程ReleaseMutex方法來釋放 mutex 的所有權(quán)。 示例部分中的第一個示例說明了此模式。
- 對的調(diào)用中指定的超時間隔WaitOne具有方法millisecondsTimeout或timeout參數(shù)已過。 在此情況下，WaitOne方法將返回false，并調(diào)用線程不會進(jìn)一步嘗試獲取 mutex 的所有權(quán)。 在這種情況下，您應(yīng)構(gòu)建你的代碼，以便由 mutex 保護(hù)資源的訪問權(quán)限被拒絕對調(diào)用線程。 線程永遠(yuǎn)不會獲取 mutex 的所有權(quán)，因為它不能調(diào)用ReleaseMutex方法。 示例部分中的第二個示例說明了此模式。
Mutex類強(qiáng)制線程標(biāo)識，因此只能由獲得它的線程可以釋放互斥體。 與此相反，Semaphore類不會強(qiáng)制線程標(biāo)識。 此外可以跨應(yīng)用程序域邊界傳遞了互斥體。
擁有 mutex 的線程可以請求中重復(fù)調(diào)用相同的互斥體WaitOne而不會阻止其執(zhí)行。 但是，調(diào)用線程必須ReleaseMutex方法相同數(shù)量的次數(shù)與釋放 mutex 的所有權(quán)。
因為Mutex類繼承自WaitHandle，你還可以調(diào)用靜態(tài)WaitHandle.WaitAll和WaitHandle.WaitAny方法來同步受保護(hù)資源的訪問權(quán)限。
如果線程終止時擁有互斥體，則認(rèn)為該 mutex 已放棄。 互斥體的狀態(tài)設(shè)置為終止?fàn)顟B(tài)，并且下一個等待線程獲取所有權(quán)。 從.NET Framework 的版本 2.0AbandonedMutexException獲取已放棄的互斥體的下一個線程中引發(fā)。 在.NET Framework 2.0 版中之前, 未不引發(fā)任何異常。
注意
放棄的 mutex 通常表明代碼中的存在嚴(yán)重錯誤。 線程退出時不釋放互斥體，由 mutex 保護(hù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不可能處于一致狀態(tài)。 為請求 mutex 所有權(quán)的下一個線程可以處理此異常并繼續(xù)操作，如果可以驗證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的完整性。
對于系統(tǒng)范圍的 mutex，放棄的 mutex 可能指示應(yīng)用程序已突然終止（例如，通過使用 Windows 任務(wù)管理器終止）。
Mutex 有兩種類型： 本地 mutex，未命名，并命名系統(tǒng) mutex。 本地 mutex 僅存在于進(jìn)程中。 可由您具有對引用的過程中的任何線程Mutex表示該互斥體的對象。 每個未命名Mutex對象表示單獨(dú)的本地 mutex。
已命名的系統(tǒng)互斥體，顯示整個操作系統(tǒng)，可用于同步進(jìn)程的活動。 您可以創(chuàng)建Mutex使用接受名稱的構(gòu)造函數(shù)表示命名的系統(tǒng)互斥體對象。 可以在同一時間創(chuàng)建操作系統(tǒng)對象也可以在創(chuàng)建之前存在Mutex對象。 可以創(chuàng)建多個表示同一命名系統(tǒng) mutex 的 Mutex 對象，還能使用 OpenExisting 方法打開現(xiàn)有的命名系統(tǒng) mutex。
備注：
在運(yùn)行終端服務(wù)的服務(wù)器，命名的系統(tǒng)互斥體可以包含兩個級別的可見性。 如果其名稱以前綴開頭"Global"，互斥體是在所有終端服務(wù)器會話中可見。 如果其名稱以前綴開頭"本地"，互斥體是僅在終端服務(wù)器會話中可見的創(chuàng)建位置。 在這種情況下，具有相同名稱單獨(dú)的互斥鎖可以存在于每個服務(wù)器上的其他終端服務(wù)器會話。 如果您不指定前綴創(chuàng)建已命名的互斥體時，它將前綴"本地"。 終端服務(wù)器會話中，只能由其前綴的名稱不同的兩個 mutex 有單獨(dú)的互斥體，且都在終端服務(wù)器會話中對所有進(jìn)程可見。 也就是說，前綴名稱"Global"和"本地"描述相對于終端服務(wù)器會話、 不相對于進(jìn)程的互斥體名稱的作用域。
反斜杠 () 是互斥體名稱中的保留字符。 請勿在互斥體名稱中使用反斜杠 ()，除非在終端服務(wù)器會話中使用互斥體的注釋中另有規(guī)定。 否則，即使互斥體的名稱表示現(xiàn)有文件，也可能引發(fā) DirectoryNotFoundException。
總結(jié)
以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。
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