生产者消费者问题（线程同步）

//一个同步程序,生产者向一个缓冲区(定义为三个字节)中写入数据,消费者从中提取数
//据,如果缓冲区中没有数据,那么consumer只好wait,进入等待状态,当另一个线程(也就是
//生产者)向缓冲区中写入数据猴,执行了Monitor.pulse,唤醒了consumer的等待,开始读取
//数据.反之,当producer写入数据的时候,如果缓冲区已满,那么只好进入等待状态,当另一
//个线程(也就是消费者)从中读取了数据,缓冲区有了空间,那么消费者执行
//Monitor.pulse,唤醒生产者,继续写入数据.
//程序使用了lock来锁定共享数据区,而不是使用Monitor.enter和Monitor.exit，因为你可
//能很容易忘记enter后exit掉,而lock则是隐式的执行了exit,所以建议用lock.
//当然,在程序执行的过程中,因为是线程,所以执行结果是不可再现的!!每次可能执行的顺
//序有很多种!!

//定义了四个类:
//第一个类LetSynchronized,主要用来存取数据,并且在存取的时候,加上了共享锁.
//第二个类Producer,生产者,调用一个LetSynchronized类的实例的setBuffer方法来存放
//数据.
//第三个类Consumer,消费者, 调用一个LetSynchronized类的实例的getBuffer方法来存放
//数据.
//第四个类ThreadStart,测试类,也是这个cs中的启动类,定义了LetSynchornized实例,然
//后传递给了Producer和Consumer,然后定义了两个线程,线程启动的是Producer
//的produce方法和Consumer的consume方法,最后启动这两个线程.

using System;
using System.Threading;

//LetSynchronized用来存放和取出缓冲区变量
public class LetSynchronized
{
private int[] buffer={-1,-1,-1};
//定义了只有三个字节的缓冲区
private int bufferCount=0;
//确认缓冲区内已放数值的个数
private int readLocation=0,writeLocation=0;
//确定读写的位置

public LetSynchronized()
{

}

public int getBuffer()
{
lock(this)
//加上了共享锁
{
if(bufferCount==0)
{
Console.WriteLine("缓冲区无数据,消费者无法读取");
Monitor.Wait(this);
}
//判断如果缓冲区内无内容,则Consumer进入wait状态,并且释放对象锁

int readValue=buffer[readLocation];

bufferCount--;
//已经从缓冲区读取了内容,所以bufferCount要进行自减.

readLocation=(readLocation+1)%buffer.Length;
//求余的目的是为了循环使用缓冲区

Monitor.Pulse(this);
//通知对象的第一个等待线程可以从WaitSleepJoin转换到Started状态.

return readValue;
//返回给consumer取出的数值

}
}

public void setBuffer(int writeValue) //将数据放入缓冲区
{
lock(this)
{//锁住共享数据区

if(bufferCount==buffer.Length)
{
Console.WriteLine("缓冲区!");
Monitor.Wait(this);
}
//如果缓冲区已满,那么进入waitsleepjoin状态

buffer[writeLocation]=writeValue;
//向缓冲区写入数据

bufferCount++;
//自加,代表缓冲区现在到底有几个数据

writeLocation=(writeLocation+1)%buffer.Length;
//用%实现缓冲区的循环利用

Monitor.Pulse(this);
//唤醒waitSleepJoin状态的进程,到started状态

}//使用lock隐式的释放了共享锁
}
}

public class Producer //生产者类,向缓冲区中放入数据
{
LetSynchronized shared;
//定义了同步变量

public Producer(LetSynchronized sharedLocation)
{
shared=sharedLocation;
}
//此处构造函数的作用是在启动类中调用Producer的时候,把启动类中定义的sharedLocation传过来

public void produce()//定义生产过程
{
for(int count=1;count<=5;count++)
{
shared.setBuffer(count);
Console.WriteLine("生产者向缓冲区中写入 "+ count);
}
//将数据放入缓冲区

string name=Thread.CurrentThread.Name;
//得到当前线程的名字

Console.WriteLine(name+"done producing");
//此线程执行完毕

}
}

public class Consumer//定义消费者类
{
private int value;

LetSynchronized shared;
//定义同步变量

public Consumer(LetSynchronized sharedLocation)
{
shared=sharedLocation;
}
//定义构造函数,负责传递启动类中的shared

public void consume()
{
for(int count=1;count<=5;count++)
{
value=shared.getBuffer();
Console.WriteLine("消费者从缓冲中读取了数据 "+value);
}
//从缓冲区中循环读取

string name=Thread.CurrentThread.Name;
//取得当前线程的名字

Console.WriteLine(name+"done consuming");

}
}

public class ThreadTest //设置为启动类
{

public static void Main()
{
LetSynchronized shared=new LetSynchronized();

Producer producer1=new Producer(shared);
Consumer consumer1=new Consumer(shared);
//初始化了生产者和消费者,并且把shared参数传递了过去

Thread producerThread = new Thread(new ThreadStart (producer1.produce));
producerThread.Name="生产者";
//定义了一个producerThread线程,new Thread是构造Thread
//后面的那个new 则是启动一个新的线程,线程启动的方法是producer1.produce

Thread consumerThread = new Thread(new ThreadStart (consumer1.consume));
consumerThread.Name="消费者";
//同上

producerThread.Start();
consumerThread.Start();
//启动这两个线程

}
}