C#多线程学习之(三)生产者和消费者用法分析

lock(expression) statement_block 

using System;
using System.Threading;
namespace ThreadSimple
{
 internal class Account 
 {
  int balance;
  Random r = new Random();
  internal Account(int initial) 
  {
   balance = initial;
  } 
  internal int Withdraw(int amount) 
  {
   if (balance < 0)
   {
    //如果balance小于0则抛出异常
    throw new Exception("Negative Balance");
   }
   //下面的代码保证在当前线程修改balance的值完成之前
   //不会有其他线程也执行这段代码来修改balance的值
   //因此，balance的值是不可能小于0 的
   lock (this)
   {
    Console.WriteLine("Current Thread:"+Thread.CurrentThread.Name);
    //如果没有lock关键字的保护，那么可能在执行完if的条件判断之后
    //另外一个线程却执行了balance=balance-amount修改了balance的值
    //而这个修改对这个线程是不可见的，所以可能导致这时if的条件已经不成立了
    //但是，这个线程却继续执行balance=balance-amount，所以导致balance可能小于0
    if (balance >= amount) 
    {
     Thread.Sleep(5);
     balance = balance - amount;
     return amount;
    } 
    else 
    {
     return 0; // transaction rejected
     }
   }
  }
  internal void DoTransactions() 
  {
   for (int i = 0; i < 100; i++) 
   Withdraw(r.Next(-50, 100));
  }
 } 

 internal class Test 
 {
  static internal Thread[] threads = new Thread[10];
  public static void Main() 
  {
   Account acc = new Account (0);
   for (int i = 0; i < 10; i++) 
   {
    Thread t = new Thread(new ThreadStart(acc.DoTransactions));
    threads[i] = t;
   }
   for (int i = 0; i < 10; i++) 
    threads[i].Name=i.ToString();
   for (int i = 0; i < 10; i++) 
    threads[i].Start();
   Console.ReadLine();
  }
 }
}

......
Queue oQueue=new Queue();
......
Monitor.Enter(oQueue);
......//现在oQueue对象只能被当前线程操纵了
Monitor.Exit(oQueue);//释放锁

using System;
using System.Threading;

public class Cell
{
  int cellContents; // Cell对象里边的内容
  bool readerFlag = false; // 状态标志，为true时可以读取，为false则正在写入
  public int ReadFromCell( )
  {
   lock(this) // Lock关键字保证了什么，请大家看前面对lock的介绍
   {
    if (!readerFlag)//如果现在不可读取
    { 
     try
     {
      //等待WriteToCell方法中调用Monitor.Pulse()方法
      Monitor.Wait(this);
     }
     catch (SynchronizationLockException e)
     {
      Console.WriteLine(e);
     }
     catch (ThreadInterruptedException e)
     {
      Console.WriteLine(e);
     }
    }
    Console.WriteLine("Consume: {0}",cellContents);
    readerFlag = false;
    //重置readerFlag标志，表示消费行为已经完成
    Monitor.Pulse(this); 
    //通知WriteToCell()方法（该方法在另外一个线程中执行，等待中）
   }
   return cellContents;
  }
  public void WriteToCell(int n)
  {
   lock(this)
   {
    if (readerFlag)
    {
     try
     {
      Monitor.Wait(this);
     }
     catch (SynchronizationLockException e)
     {
      //当同步方法（指Monitor类除Enter之外的方法）在非同步的代码区被调用
      Console.WriteLine(e);
     }
     catch (ThreadInterruptedException e)
     {
       //当线程在等待状态的时候中止 
      Console.WriteLine(e);
     }
    }
    cellContents = n;
    Console.WriteLine("Produce: {0}",cellContents);
    readerFlag = true; 
    Monitor.Pulse(this); 
    //通知另外一个线程中正在等待的ReadFromCell()方法
   }
  }
}

public class CellProd
{
 Cell cell; // 被操作的Cell对象
 int quantity = 1; // 生产者生产次数，初始化为1 
 public CellProd(Cell box, int request)
 {
  //构造函数
  cell = box; 
  quantity = request; 
 }
 public void ThreadRun( )
 {
  for(int looper=1; looper<=quantity; looper++)
  cell.WriteToCell(looper); //生产者向操作对象写入信息
 }
}
public class CellCons
{
 Cell cell; 
 int quantity = 1; 

 public CellCons(Cell box, int request)
 {
  //构造函数
  cell = box; 
  quantity = request; 
 }
 public void ThreadRun( )
 {
  int valReturned;
  for(int looper=1; looper<=quantity; looper++)
  valReturned=cell.ReadFromCell( );//消费者从操作对象中读取信息
 }
}

public class MonitorSample
{
 public static void Main(String[] args)
 {
  int result = 0; 
 //一个标志位，如果是0表示程序没有出错，如果是1表明有错误发生
  Cell cell = new Cell( ); 
  //下面使用cell初始化CellProd和CellCons两个类，生产和消费次数均为20次
  CellProd prod = new CellProd(cell, 20); 
  CellCons cons = new CellCons(cell, 20); 

  Thread producer = new Thread(new ThreadStart(prod.ThreadRun));
  Thread consumer = new Thread(new ThreadStart(cons.ThreadRun));
  //生产者线程和消费者线程都已经被创建，但是没有开始执行 
  try
  {
 producer.Start( );
 consumer.Start( ); 

 producer.Join( ); 
 consumer.Join( );
 Console.ReadLine();
  }
  catch (ThreadStateException e)
  {
 //当线程因为所处状态的原因而不能执行被请求的操作
 Console.WriteLine(e); 
 result = 1; 
  }
  catch (ThreadInterruptedException e)
  {
 //当线程在等待状态的时候中止
 Console.WriteLine(e); 
 result = 1; 
  }
  //尽管Main()函数没有返回值，但下面这条语句可以向父进程返回执行结果
  Environment.ExitCode = result;
 }
}