改善C#程序的建议6：在线程同步中使用信号量

所谓线程同步，就是多个线程之间在某个对象上执行等待（也可理解为锁定该对象），直到该对象被解除锁定。C#中对象的类型分为引用类型和值类型。CLR在这两种类型上的等待是不一样的。我们可以简单的理解为在CLR中，值类型是不能被锁定的，也即：不能在一个值类型对象上执行等待。而在引用类型上的等待机制，则分为两类：锁定和信号同步。

锁定，使用关键字lock和类型Monitor。两者没有实质区别，前者其实是后者的语法糖。这是最常用的同步技术；

本建议我们讨论的是信号同步。信号同步机制中涉及的类型都继承自抽象类WaitHandle，这些类型有EventWaitHandle（类型化为AutoResetEvent、ManualResetEvent）和Semaphore以及Mutex。见类图6-3：





图 同步功能类类图

EventWaitHandle（子类为AutoResetEvent、ManualResetEvent）和Semaphore以及Mutex都继承自WaitHandle，所以它们底层的原理是一致的，维护的都是一个系统内核句柄。不过我们仍需简单的区分下这三类类型。

EventWaitHandle，维护一个由内核产生的布尔类型对象（我们称之为“阻滞状态”），如果其值为false，那么在它上面等待的线程就阻塞。可以调用类型的Set方法将其值设置为true，解除阻塞。EventWaitHandle类型的两个子类AutoResetEvent和ManualResetEvent，它们的区别并不大，本建议接下来会针对它们阐述如何正确使用信号量。

Semaphore，维护一个由内核产生的整型变量，如果其值为0，则在它上面等待的线程就阻塞，其值大于0，就解除阻塞，同时，每解除阻塞一个线程，其值就减1。

EventWaitHandle和Semaphore提供的都是单应用程序域内的线程同步功能，Mutex则不同，它为我们提供了跨应用程序域阻塞和解除阻塞线程的能力。


1：使用信号机制提供线程同步的一个简单的例子

使用信号机制提供线程同步的一个简单的例子如下：

AutoResetEvent autoResetEvent =new AutoResetEvent(false);

privatevoid buttonStartAThread_Click(object sender, EventArgs e)
{
Thread tWork =new Thread(() =>
{
label1.Text ="线程启动..."+ Environment.NewLine;
label1.Text +="开始处理一些实际的工作"+ Environment.NewLine;
//省略工作代码
label1.Text +="我开始等待别的线程给我信号，才愿意继续下去"+ Environment.NewLine;
autoResetEvent.WaitOne();
label1.Text +="我继续做一些工作，然后结束了！";
//省略工作代码
});
tWork.IsBackground =true;
tWork.Start();
}

privatevoid buttonSet_Click(object sender, EventArgs e)
{
//给在autoResetEvent上等待的线程一个信号
autoResetEvent.Set();
}

这是一个简单的Winform窗体程序，其中一个按钮负责开启一个新的线程，还有一个按钮负责给刚开启的那个线程发送信号。现在详细解释这里面发生的事情。

AutoResetEvent autoResetEvent =new AutoResetEvent(false);

这段代码创建了一个同步类型对象autoResetEvent，它设置自己的默认阻滞状态是false。这意味着任何在它上面进行等待的线程将会被阻滞。所谓进行等待，就是在线程中应用：

autoResetEvent.WaitOne();

这说明tWork开始在autoResetEvent上等待任何其它地方给它的信号。信号来了，则tWork开始继续工作，否则就一直等着（即阻滞）。接下来我们看到在主线程中（本例中即UI线程，它相对线程tWork来说，就是一个“另外的线程”）：

autoResetEvent.Set();

主线程通过上面这句代码负责向在autoResetEvent上等待的线程tWork上下文发送信号，即将tWork的阻滞状态设置为true。tWork接收到这个信号，开始继续工作。

这个例子相当简单，但是已经完整说明了信号机制的工作原理。

2：AutoResetEvent和ManualResetEvent的区别

AutoResetEvent和ManualResetEvent有这样的区别：前者在发送信号完毕后（即调用Set方法），自动将自己的阻滞状态设置为false，而后者需要进行手动设定。可以通过一个例子来说明这种区别：

AutoResetEvent autoResetEvent =new AutoResetEvent(false);

privatevoid buttonStartAThread_Click(object sender, EventArgs e)
{
StartThread1();
StartThread2();
}

private