Класс AutoResetEvent

Класс AutoResetEvent также служит целям синхронизации потоков. Этот класс представляет событие синхронизации потоков, который позволяет при получении сигнала переключить данный объект-событие из сигнального в несигнальное состояние.

Для управления синхронизацией класс AutoResetEvent предоставляет ряд методов:

• Reset(): задает несигнальное состояние объекта, блокируя потоки.

• Set();: задает сигнальное состояние объекта, позволяя одному или нескольким ожидающим потокам продолжить работу.

• WaitOne(): задает несигнальное состояние и блокирует текущий поток, пока текущий объект AutoResetEvent не получит сигнал.

Событие синхронизации может находиться в сигнальном и несигнальном состоянии. Если состояние события несигнальное, поток, который вызывает метод WaitOne, будет заблокирован, пока состояние события не станет сигнальным. Метод Set, наоборот, задает сигнальное состояние события.

Так, в одной из предыдущих тем для синхронизации потоков применялся оператор lock:

int x = 0;
object locker = new();  // объект-заглушка
// запускаем пять потоков
for (int i = 1; i < 6; i++)
{
    Thread myThread = new(Print);
    myThread.Name = $"Поток {i}";
    myThread.Start();
}


void Print()
{
    lock (locker)
    {
        x = 1;
        for (int i = 1; i < 6; i++)
        {
            Console.WriteLine($"{Thread.CurrentThread.Name}: {x}");
            x++;
            Thread.Sleep(100);
        }
    }
}

Перепишем этот пример с использованием AutoResetEvent:

int x = 0;  // общий ресурс

AutoResetEvent waitHandler = new AutoResetEvent(true);  // объект-событие

// запускаем пять потоков
for (int i = 1; i < 6; i++)
{
    Thread myThread = new(Print);
    myThread.Name = $"Поток {i}";
    myThread.Start();
}


void Print()
{
    waitHandler.WaitOne();  // ожидаем сигнала
    x = 1;
    for (int i = 1; i < 6; i++)
    {
        Console.WriteLine($"{Thread.CurrentThread.Name}: {x}");
        x++;
        Thread.Sleep(100);
    }
    waitHandler.Set();  //  сигнализируем, что waitHandler в сигнальном состоянии
}

Во-первых, создаем переменную типа AutoResetEvent. Передавая в конструктор значение true, мы тем самым указываем, что создаваемый объект изначально будет в сигнальном состоянии.

Когда начинает работать поток, то первым делом срабатывает определенный в методе Print вызов waitHandler.WaitOne(). Метод WaitOne указывает, что текущий поток переводится в состояние ожидания, пока объект waitHandler не будет переведен в сигнальное состояние. И так все потоки у нас переводятся в состояние ожидания.

После завершения работы вызывается метод waitHandler.Set, который уведомляет все ожидающие потоки, что объект waitHandler снова находится в сигнальном состоянии, и один из потоков "захватывает" данный объект, переводит в несигнальное состояние и выполняет свой код. А остальные потоки снова ожидают.

Так как в конструкторе AutoResetEvent мы указываем, что объект изначально находится в сигнальном состоянии, то первый из очереди потоков захватывает данный объект и начинает выполнять свой код.

Но если бы мы написали AutoResetEvent waitHandler = new AutoResetEvent(false), тогда объект изначально был бы в несигнальном состоянии, а поскольку все потоки блокируются методом waitHandler.WaitOne() до ожидания сигнала, то у нас попросту случилась бы блокировка программы, и программа не выполняла бы никаких действий.

Если у нас в программе используются несколько объектов AutoResetEvent, то мы можем использовать для отслеживания состояния этих объектов статические методы WaitAll и WaitAny, которые в качестве параметра принимают массив объектов класса WaitHandle - базового класса для AutoResetEvent.

Так, мы тоже можем использовать WaitAll в вышеприведенном примере. Для этого надо строку

waitHandler.WaitOne();

заменить на следующую:

AutoResetEvent.WaitAll(new WaitHandle[] {waitHandler});