c# - 如何使用C#使线程按顺序通过门

Question

我有三个线程，部分代码可以并行运行，某些部分被锁定(当时只有一个线程)。但是，一把锁只需要按顺序放开它们即可。由于这是一个循环，因此变得更加复杂。我该如何做这种行为？

如果我有打印声明，我希望收到以下输出:
1,2,3,1,2,3,1,2,3 ....目前我收到2,3,1,3,1,3,2,1,2 A.K.A.随机顺序。

在三个线程中并行执行的代码:

while (true){                   
    lock (fetchLock){
        if(done){
            break;
        }
        //Do stuff one at the time
    }
    //Do stuff in parralell
    lock (displayLock){
    //Do stuff one at the time but need's to be in order.
    }
}

Answer 1

您可以结合使用 Barrier 和 AutoResetEvent 来实现此目的。

首先，您使用Barrier.SignalAndWait()来确保所有线程在继续之前达到一个共同点。这个共同点是您希望线程按顺序执行一些代码的点。

然后，使用numberOfThreads-1 AutoResetEvents同步线程。第一个线程不需要等待任何其他线程，但是在完成后，它应该发出事件通知下一个线程正在等待。

中间线程(或多个线程，如果总数超过3个线程)需要等待前一个线程发出信号，通知该事件继续进行。完成后，中间线程应发出信号通知下一个线程正在等待。

最后一个线程需要等待上一个线程发出信号，告知事件继续进行。由于它是最后一个线程，因此不需要发信号通知下一个线程继续进行。

最后，将线程与另一个对Barrier.SignalAndWait()的调用重新同步。

这是最容易通过示例控制台应用程序显示的。如果运行它，您将看到线程应该按顺序完成的工作(在输出中以字母“B”为前缀)确实总是按顺序进行的，而其他工作(以字母“A”为前缀) “)以随机顺序执行。

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace Demo
{
    public static class Program
    {
        public static void Main()
        {
            using (Barrier barrier = new Barrier(3))
            using (AutoResetEvent t2 = new AutoResetEvent(false))
            using (AutoResetEvent t3 = new AutoResetEvent(false))
            {
                Parallel.Invoke
                (
                    () => worker(1, barrier, null, t2),
                    () => worker(2, barrier, t2, t3),
                    () => worker(3, barrier, t3, null)
                );
            }
        }

        private static void worker(int threadId, Barrier barrier, AutoResetEvent thisThreadEvent, AutoResetEvent nextThreadEvent)
        {
            Random rng = new Random(threadId);

            for (int i = 0; i < 1000; ++i)
            {
                doSomething(threadId, rng); // We don't care what order threads execute this code.

                barrier.SignalAndWait(); // Wait for all threads to reach this point.

                if (thisThreadEvent != null)   // If this thread is supposed to wait for a signal
                    thisThreadEvent.WaitOne(); // before proceeding, then wait for it.

                doWorkThatMustBeDoneInThreadOrder(threadId);

                if (nextThreadEvent != null) // If this thread is supposed to raise a signal to indicate
                    nextThreadEvent.Set();   // that the next thread should proceed, then raise it.

                barrier.SignalAndWait(); // Wait for all threads to reach this point.
            }
        }

        private static void doWorkThatMustBeDoneInThreadOrder(int threadId)
        {
            Console.WriteLine("   B" + threadId);
            Thread.Sleep(200); // Simulate work.
        }

        private static void doSomething(int threadId, Random rng)
        {
            for (int i = 0; i < 5; ++i)
            {
                Thread.Sleep(rng.Next(50)); // Simulate indeterminate amount of work.
                Console.WriteLine("A" + threadId);
            }
        }
    }
}