AutoResetEvent 和多个 Set

Question

我正在尝试围绕堆栈设计一个数据结构，该结构会阻塞直到堆栈有可用的项目。我尝试使用AutoResetEvent，但我想我误解了同步过程的工作原理。基本上，看下面的代码，当没有可用的东西时，我试图从堆栈中弹出。

似乎AutoResetEvent 的行为就像一个信号量。那是对的吗？我可以摆脱BlockingStack.Get() 中的Set() 并完成它吗？或者这会导致我只使用我的堆栈项之一。

public class BlockingStack
{
    private Stack<MyType> _internalStack;
    private AutoResetEvent _blockUntilAvailable;

    public BlockingStack()
    {
        _internalStack = new Stack<MyType>(5);
        _blockUntilAvailable = new AutoResetEvent(false);

        for (int i = 0; i < 5; ++i)
        {
            var obj = new MyType();
            Add(obj);
        }
    }

    public MyType Get()
    {
        _blockUntilAvailable.WatiOne();

        lock (_internalStack)
        {
            var obj = _internalStack.Pop();
            if (_internalStack.Count > 0)
            {
                _blockUntilAvailable.Set(); // do I need to do this?
            }

            return obj;
        }
    }

    public void Add(MyType obj)
    {
        lock (_internalStack)
        {
            _internalStack.Push(obj);
            _blockUntilAvailable.Set();
        }
    }
}

我的假设是当WaitOne() 函数调用通过时所有等待线程的AutoResetEvent 重置。但是，似乎有多个线程正在进入。除非我在某个地方搞砸了我的逻辑。

编辑：这是给 Silverlight 的。

Answer 1

我没有验证基于 Monitor 的解决方案，但我确实编写了一个似乎正在工作的基于信号量的解决方案：

public class Semaphore
{
    private int _count;
    private int _maximum;
    private object _countGuard;

    public Semaphore(int maximum)
    {
        _count = 0;
        _maximum = maximum;
        _countGuard = new object();
    }

    public void WaitOne()
    {
        while (true)
        {
            lock (_countGuard)
            {
                if (_count < _maximum)
                {
                    _count++;
                    return;
                }
            }
            Thread.Sleep(50);
        }
    }

    public void ReleaseOne()
    {
        lock (_countGuard)
        {
            if (_count > 0)
            {
                _count--;
            }
        }
    }
}

public class BlockingStack
{
    private Stack<MyType> _internalStack;
    private Semaphore _blockUntilAvailable;

    public BlockingStack()
    {
        _internalStack = new Stack<MyType>(5);
        _blockUntilAvailable = new Semaphore(5);

        for (int i = 0; i < 5; ++i)
        {
            var obj = new MyType();
            Add(obj);
        }
    }

    public MyType Get()
    {
        _blockUntilAvailable.WaitOne();

        lock (_internalStack)
        {
            var obj = _internalStack.Pop();
            return obj;
        }
    }

    public void Add(MyType obj)
    {
        lock (_internalStack)
        {
            _internalStack.Push(obj);
            _blockUntilAvailable.ReleaseOne();
        }
    }
}

Answer 2

不，您当前的代码没有意义。目前，每次调用 Get 方法（.WaitOnecall）时，您都会阻塞线程。

你可能想要这样的东西：

public class BlockingStack<T>
{
    private Stack<T> _internalStack;
    private AutoResetEvent _blockUntilAvailable;

    public BlockingStack()
    {
        _internalStack = new Stack<T>(5);
        _blockUntilAvailable = new AutoResetEvent(false);
    }

    public T Pop()
    {
        lock (_internalStack)
        {
            if (_internalStack.Count == 0)
                _blockUntilAvailable.WaitOne();

            return _internalStack.Pop();
        }
    }

    public void Push(T obj)
    {
        lock (_internalStack)
        {
            _internalStack.Push(obj);

            if(_internalStack.Count == 0)
                _blockUntilAvailable.Set();
        }
    }
}

这个想法是，如果_internalStack 中的当前项目数为0，那么它应该等待来自Push 方法的信号。一旦收到信号，它就会继续前进并从堆栈中弹出一个项目。

---

编辑： 上面的代码有两个问题：

1. 每当Pop 与.WaitOne 阻塞时，它都不会释放锁定 _internalStack，因此Push 永远无法获得锁。

2. 当Pop在同一个线程上被多次调用时，它们共享 AutoResetEvent 的相同 initialState - 例如。推送信号 AutoResetEvent 添加项目时。现在当我弹出一个项目时 第一次工作正常，因为实际上有一个项目 Stack。但是第二次，Stack 没有任何价值，所以 它通过在AutoResetEvent 上调用.WaitOne 来等待 - 但因为 对 Push 的调用表示此事件，它只会返回 true，并且 没有按预期等待。

一个（有效的）替代方案：

public class BlockingStack<T>
{
    private Stack<T> _internalStack;

    public BlockingStack()
    {
        _internalStack = new Stack<T>(5);
    }

    public T Pop()
    {
        lock (_internalStack)
        {
            if (_internalStack.Count == 0)
                Monitor.Wait(_internalStack);

            return _internalStack.Pop();
        }
    }

    public void Push(T obj)
    {
        lock (_internalStack)
        {
            _internalStack.Push(obj);
            Monitor.Pulse(_internalStack);
        }
    }
}

Answer 3

除非您只是想了解线程的工作原理，否则最好使用阻塞集合。这将为您提供一个由堆栈支持的阻塞集合：

ConcurrentStack<SomeType> MyStack = new ConcurrentStack<SomeType>();
BlockingCollection<SomeType> SharedStack = new BlockingCollection<SomeType>(MyStack)

然后，您可以以线程安全的方式访问它，并为您正确完成所有阻塞。见here

您可以通过调用sharedStack.Take() 来使用sharedStack，然后它会阻止获取，直到有东西可以从堆栈中获取。

---

编辑： 花了我一段时间（和两次尝试），但我认为我已经解决了你的问题。

考虑一个有 3 个线程等待事件的空堆栈。

调用add，栈有一个对象，允许一个线程通过事件。

立即再次调用 Add。

第一个线程现在等待从 Add 获取锁。

Add 将第二个对象添加到堆栈并让另一个线程通过该事件。

现在堆栈上有两个对象和两个线程通过事件，都在等待锁。

First Get 线程现在需要锁定并弹出。仍然看到堆栈上的一个对象并调用 SET。

事件允许第三个线程。

Second Get 线程现在需要锁定并弹出。在堆栈中什么都看不到，也不调用 set。

但是。太晚了。第三个线程已经被允许通过，所以当第二个线程放弃锁时，第三个线程尝试从空堆栈中弹出并抛出。