Герберт Шилдт - C# 4.0: полное руководство

Для того чтобы стало понятнее назначение методов Wait()и Pulse(), рассмотрим пример программы, имитирующей тиканье часов и отображающей этот процесс на экране словами "тик" и "так". Для этой цели в программе создается класс TickTock, содержащий два следующих метода: Tick()и Тоск(). Метод Tick()выводит на экран слово "тик", а метод Тоск()— слово "так". Для запуска часов далее в программе создаются два потока: один из них вызывает метод Tick(), а другой — метод Тоск(). Преследуемая в данном случае цель состоит в том, чтобы оба потока выполнялись, поочередно выводя на экран слова "тик" и "так", из которых образуется повторяющийся ряд "тик-так", имитирующий ход часов.

//Использовать методы Wait() и Pulse() для иммитации

//тиканья часов

using System;

using System.Threading;

class TickTock {

object lockOn = new object();

public void Tick(bool running) {

lock(lockOn) {

if(!running) { // остановить часы

Monitor.Pulse(lockOn); // уведомить любые ожидающие потоки

return;

}

Console.Write("тик ");

Monitor.Pulse(lockOn); // разрешить выполнение метода Tock()

Monitor.Wait(lockOn); // ожидать завершения метода Tock()

}

}

public void Tock(bool running) {

lock(lockOn) {

if(!running) { // остановить часы

Monitor.Pulse(lockOn); // уведомить любые ожидающие потоки

return;

}

Console.WriteLine("так");

Monitor.Pulse(lockOn); // разрешить выполнение метода Tick()

Monitor.Wait(lockOn); // ожидать завершения метода Tick()

}

}

}

class MyThread {

public Thread Thrd;

TickTock ttOb;

// Сконструировать новый поток.

public MyThread(string name, TickTock tt) {

Thrd = new Thread(this.Run);

ttOb = tt;

Thrd.Name = name;

Thrd.Start();

}

// Начать выполнение нового потока,

void Run() {

if(Thrd.Name == "Tick") {

for(int i=0; i<5; i++)

ttOb.Tick(true);

ttOb.Tick(false) ;

}

else {

for(int i=0; i<5; i++)

ttOb.Tock(true);

ttOb.Tock(false);

}

}

}

class TickingClock {

static void Main() {

TickTock tt = new TickTock();

MyThread mt1 = new MyThread("Tick", tt);

MyThread mt2 = new MyThread("Tock", tt);

mt1.Thrd.Join();

mt2.Thrd.Join();

Console.WriteLine("Часы остановлены");

}

}

Ниже приведен результат выполнения этой программы.

тик так

тик так

тик так

тик так

тик так

Часы остановлены

Рассмотрим эту программу более подробно. В методе Main()создается объект ttтипа TickTock, который используется для запуска двух потоков на выполнение. Если в методе Run()из класса MyThreadобнаруживается имя потока Tick, соответствующее ходу часов "тик", то вызывается метод Tick(). А если это имя потока Tock, соответствующее ходу часов "так", то вызывается метод Tock(). Каждый из этих методов вызывается пять раз подряд с передачей логического значения trueв качестве аргумента. Часы идут до тех пор, пока этим методам передается логическое значение true, и останавливаются, как только передается логическое значение false.

Самая важная часть рассматриваемой здесь программы находится в методах Tick()и Tock(). Начнем с метода Tick(), код которого для удобства приводится ниже.

public void Tick(bool running) {

lock(lockOn) {

if(!running) { // остановить часы

Monitor.Pulse(lockOn); // уведомить любые ожидающие потоки

return;

}

Console.Write("тик ");

Monitor.Pulse(lockOn); // разрешить выполнение метода Tock()

Monitor.Wait(lockOn); // ожидать завершения метода Tock()

}

}

Прежде всего обратите внимание на код метода Tick()в блоке lock. Напомним, что методы Wait()и Pulse()могут использоваться только в синхронизированных блоках кода. В начале метода Tick()проверяется значение текущего параметра, которое служит явным признаком остановки часов. Если это логическое значение false, то часы остановлены. В этом случае вызывается метод Pulse(), разрешающий выполнение любого потока, ожидающего своей очереди. Мы еще вернемся к этому моменту в дальнейшем. Если же часы идут при выполнении метода Tick(), то на экран выводится слово "тик" с пробелом, затем вызывается метод Pulse(), а после него — метод Wait(). При вызове метода Pulse()разрешается выполнение потока для того же самого объекта, а при вызове метода Wait()выполнение метода Tick()приостанавливается до тех пор, пока метод Pulse()не будет вызван из другого потока. Таким образом, когда вызывается метод Tick(), отображается одно слово "тик" с пробелом, разрешается выполнение другого потока, а затем выполнение данного метода приостанавливается.

Метод Тоск()является точной копией метода Tick(), за исключением того, что он выводит на экран слово "так". Таким образом, при входе в метод Тоск()на экран выводится слово "так", вызывается метод Pulse(), а затем выполнение метода Тоск()приостанавливается. Методы Tick()и Тоск()можно рассматривать как поочередно сменяющие друг друга, т.е. они взаимно синхронизированы.

Когда часы остановлены, метод Pulse()вызывается для того, чтобы обеспечить успешный вызов метода Wait(). Напомним, что метод Wait()вызывается в обоих методах, Tick()и Тоск(), после вывода соответствующего слова на экран. Но дело в том, что когда часы остановлены, один из этих методов все еще находится в состоянии ожидания. Поэтому завершающий вызов метода Pulse()требуется, чтобы выполнить ожидающий метод до конца. В качестве эксперимента попробуйте удалить этот вызов метода Pulse()и понаблюдайте за тем, что при этом произойдет. Вы сразу же обнаружите, что программа "зависает", и для выхода из нее придется нажать комбинацию клавиш . Дело в том, что когда метод Wait()вызывается в последнем вызове метода Тоск(), соответствующий ему метод Pulse()не вызывается, а значит, выполнение метода Тоск()оказывается незавершенным, и он ожидает своей очереди до бесконечности.