在C#中使用互斥量解决多线程访问共享资源的冲突问题

news2024/12/25 2:15:15

  在阿里云上对互斥量的概述:互斥量的获取是完全互斥的,即同一时刻,互斥量只能被一个任务获取。而信号量按照起始的计数值的配置,可以存在多个任务获取同一信号量的情况,直到计数值减为0,则后续任务无法再获取信号量,当信号量的计数初值设置为1,同样有互斥的效果。但信号量无法避免优先级反转问题。
  注意事项:
  ⑴ 互斥量只能由获取该互斥量的任务的释放,不能由其他任务释放。
  ⑵ 互斥量已被当前任务获取,若当前任务再次获取互斥量则返回错误。
  微软官方文档的解释因为加了很多的名词,看起来解释得深入,实际上有点绕。但是看代码就好理解一些。

  前面的文章《在C#中使用信号量解决多线程访问共享资源的冲突问题》,可能看过的就明白为什么使用信号量,就是限制同步数,任何时刻只有一个线程对资源的操作,这样肯定不会发生冲突,但是这样会限制了性能。
  信号量就是限制同步线程的数量,解决多线程对共享资源可能产生的冲突问题,可能还是使用锁、原子操作或者互斥量比较正规一些。

  1、互斥量的简单使用
  问题:两个任务同时执行,每个任务都产生1到10的随机数,最后统计所产生的1到10的数字个数。
  实现代码:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
using System.Threading;
using System.Diagnostics.Metrics;

namespace MultiThread20230224
{
    
    public partial class Form2 : Form
    {
        public static int[] PSPArr = new int[11];
        public int ExecCount = 0;
        public static Mutex mutex = new Mutex(); // 创建互斥量

        public Form2()
        {
            InitializeComponent();
            Control.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;
        }

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            for(int i=0; i<PSPArr.Length;i++)
            {
                PSPArr[i] = 0;
            }
            ExecCount = int.Parse(textBox4.Text);
            if( ExecCount == 0 || ExecCount==null) {
                ExecCount= 10;
            }
            DateTime start = DateTime.Now;
            SubTask ST1 = new SubTask(1);
            SubTask ST2 = new SubTask(2);

            Thread t1 = new Thread(ST1.DoTask);
            Thread t2 = new Thread(ST2.DoTask);

            t1.Start(ExecCount);
            t2.Start(ExecCount);

            t1.Join();
            t2.Join();

            DateTime end = DateTime.Now;
            TimeSpan tspan = end - start;
            string time =((int)tspan.TotalMilliseconds).ToString();

            textBox1.Text = "";
            textBox2.Text = "";
            textBox3.Text = "";
            //显示统计结果
            for (int i=1;i<11;i++)
            {
                string S1 = "×";
                textBox1.Text += i.ToString() + " ==> " + ST1.Arr[i] + Environment.NewLine;
                textBox2.Text += i.ToString() + " ==> " + ST2.Arr[i] + Environment.NewLine;
                if (PSPArr[i]== ST1.Arr[i]+ ST2.Arr[i])
                {
                    S1 = "√";
                }
                textBox3.Text += i.ToString() + " ==> " + PSPArr[i] +" "+S1+ Environment.NewLine;
            }
            label6.Text= time.ToString();
        }
    }

    public class SubTask{
        string TaskName = "";
        public int[] Arr=new int[11];
        public SubTask(int TaskNum) { 
            TaskName = "任务"+TaskNum.ToString();
        }

        public void DoTask(object obj)
        {
            int ii = (int)obj;
            for (int i = 0; i < ii; i++){
                int num = new Random().Next(1, 11);
                Arr[num] += 1;//本地计数
                              // 加锁,防止多个线程同时修改counts数组
                Form2.mutex.WaitOne();
                Form2.PSPArr[num] +=1;
                Form2.mutex.ReleaseMutex();
            }
        }
    }

}

  显示结果:

   2、信号量与互斥量的结合使用
  与上面的问题相似,启动100个任务,每个任务产生一个1到10的随机数,最后统计所产生的1到10的数字个数。
  实现代码:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;

namespace MultiThread20230224
{
    public partial class Form3 : Form
    {
        static SemaphoreSlim sem = new SemaphoreSlim(3);
        static Mutex mutex = new Mutex();
        static int[] Arr = new int[11];
        static Random random = new Random();
        List<Thread> threads = new List<Thread>();
        public Form3()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
                for (int i = 1; i < 11; i++)
                {
                    Arr[i]=0;
                }
                textBox1.Text= "";
                DateTime start = DateTime.Now;
                threads.Clear();
                for (int i = 0; i < 100; i++)
                {
                    Thread t = new Thread(new ThreadStart(Task));
                    threads.Add(t);
                }

                foreach (Thread t in threads)
                {
                    t.Start();
                }

                foreach (Thread t in threads)
                {
                    t.Join();
                }

                DateTime end = DateTime.Now;
                TimeSpan tspan = end - start;
                string time = ((int)tspan.TotalMilliseconds).ToString();

                //显示统计结果
                int ITemp = 0;
                for (int i = 1; i < 11; i++)
                {
                    ITemp += Arr[i];
                    textBox1.Text += i.ToString() + " ==> " + Arr[i] + Environment.NewLine;
                }
                textBox1.Text += " 总数 ==> " + ITemp.ToString() + Environment.NewLine;
                textBox1.Text +=  "耗时 ==> " + time.ToString()+" 毫秒";

        }

        static void Task()
        {
            sem.Wait();
            int num = random.Next(1, 11);
            mutex.WaitOne();
            Arr[num]++;
            mutex.ReleaseMutex();
            sem.Release();
        }

    }
}

  显示结果:

   上面的程序信号量用于限制线程的同步数,互斥量用于限制同时访问共享资源,保证不发生冲突。

  如果为了测试信号量的大小以及生成随机数的个数大小对程序执行时间的影响,可是改变sem的大小,同时改变Task方法。
  改变sem:

        int semaphoreCount = Convert.ToInt32(textBox3.Text);
        sem = new SemaphoreSlim(semaphoreCount);

  改变Task方法:

        static void Task(object count)
        {
            sem.Wait();
            int num = random.Next(1, 11);
            mutex.WaitOne();
            Arr[num]++;
            mutex.ReleaseMutex();
            sem.Release((int)count); // 释放指定数量的信号量
        }

  改变线程的启动:

            foreach (Thread t in threads)
            {
                t.Start(10); //将产生随机数的个数作为参数传入
            }

  信号量的个数大小对程序的执行快慢有一定影响。一方面,如果信号量的个数较小,可能会导致线程需要等待的时间较长,从而降低程序的执行速度。另一方面,如果信号量的个数过多,会导致操作系统需要维护的信号量数量过多,也会增加程序的开销和系统负担。一般来说,合理设置信号量的个数可以提高程序的执行效率。根据实际需求,可以进行性能测试,不断调整信号量的个数,以达到最优的执行效果。
  信号量的作用是控制同一时间可执行的线程数量。
  互斥量的作用是确保同一时间只有一个线程访问共享资源。

  相关文章:
  ⑴ C#线程的参数传递、获取线程返回值以及处理多线程冲突
  ⑵ 在C#中使用信号量解决多线程访问共享资源的冲突问题

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/380585.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

王道操作系统课代表 - 考研计算机 第四章 文件管理 究极精华总结笔记

本篇博客是考研期间学习王道课程 传送门 的笔记&#xff0c;以及一整年里对 操作系统 知识点的理解的总结。希望对新一届的计算机考研人提供帮助&#xff01;&#xff01;&#xff01; 关于对 “文件管理” 章节知识点总结的十分全面&#xff0c;涵括了《操作系统》课程里的全部…

Python使用异步线程池实现异步TCP服务器交互

背景&#xff1a; 实现客户端与服务端交互&#xff0c;由于效率原因&#xff0c;要发送与接收异步&#xff0c;提高效率。 需要多线程&#xff0c;本文用线程池管理。 common代码&#xff1a; import pickle import struct import timedef send_msg(conn, data):time.sleep(…

centos7配置静态网络常见问题归纳

系列相似配置与安装软件问题整理与归纳文章目录 安装pymysql库_pymysql库安装_张小鱼༒的博客-CSDN博客 解决pip更新的代码_pip更新代码_张小鱼༒的博客-CSDN博客 python当中的第三方wxPython库的安装解答_pip install wx_张小鱼༒的博客-CSDN博客 spark里面配置jdk后的编程…

MATLAB算法实战应用案例精讲-【优化算法】增强型鲸鱼优化算法(EWOA)(附matlab代码实现)

前言 增强型鲸鱼优化算法(Enhanced Whale Optimization Algorithm,EWOA)是Mohammad H. Nadimi-Shahraki等人于2022年提出的一种改进算法。由于标准的鲸鱼优化算法及其它的改进算法都存在种群多样性低和搜索策略差的问题,因此引入有效的策略来缓解鲸鱼优化算法的这些核心缺点…

Licode—基于webrtc的SFU/MCU实现

1. webrtc浅析webrtc的前世今生、编译方法、行业应用、最佳实践等技术与产业类的文章在网上卷帙浩繁&#xff0c;重复的内容我不再赘述。对我来讲&#xff0c;webrtc的概念可以有三个角度去解释&#xff1a;&#xff08;1&#xff09;.一个W3C和IETF制定的标准&#xff0c;约定…

项目成本管理中的常见误区及解决方案

做过项目的人都明白&#xff0c;项目实施时间一般很长&#xff0c;在实施期间总有很多项目结果不尽人意的问题。要使一个项目取得成功&#xff0c;就要结合很多因素一起才能作用&#xff0c;其中做好项目成本的管理就是最重要的步骤之一&#xff0c;下面列出了常见的项目成本管…

Python进阶-----高阶函数map() 简介和使用

目录 简介&#xff1a; ​编辑 示例&#xff1a; 示例&#xff08;1&#xff09;&#xff1a;输出map()函数返回值&#xff08;迭代器&#xff09;结果 示例&#xff08;2&#xff09;&#xff1a;与循环对比 示例&#xff08;3&#xff09;&#xff1a;字符串转列表 示…

第九届蓝桥杯省赛——7缩位求和

题目&#xff1a;在电子计算机普及以前&#xff0c;人们经常用一个粗略的方法来验算四则运算是否正确。比如&#xff1a;248 * 15 3720把乘数和被乘数分别逐位求和&#xff0c;如果是多位数再逐位求和&#xff0c;直到是1位数&#xff0c;得2 4 8 14 > 1 4 5;1 5 65…

【C++】类与对象(一)

文章目录1、面向过程和面向对象初步认识2、类的引入3、类的定义4、类的访问限定符5、类的作用域6、类的实例化7、计算类对象的大小8、this指针9、 C语言和C实现Stack的对比1、面向过程和面向对象初步认识 C语言是面向过程的&#xff0c;关注的是过程&#xff0c;分析出求解问题…

算法练习-排序(一)

算法练习-排序(一) 文章目录算法练习-排序(一)1 排序算法1.1 冒泡排序1.1.1代码1.2插入排序1.2.1代码1.3 选择排序1.3.1代码1.4归并排序1.4.1代码1.5 快速排序1.5.1 思路1.5.2 代码2 题目2.1 特殊排序2.1.1 题目2.1.2 题解2.2 数组中的第k个最大元素2.2.1 题目2.2.2 题解2.3 对…

【Linux学习】基础IO——系统调用 | 文件描述符fd | 重定向

&#x1f431;作者&#xff1a;一只大喵咪1201 &#x1f431;专栏&#xff1a;《Linux学习》 &#x1f525;格言&#xff1a;你只管努力&#xff0c;剩下的交给时间&#xff01; 基础IO&#x1f34e;文件操作&#x1f349;使用C接口进行文件操作&#x1f349;文件操作的系统调…

Ingress

Ingres 目录 文章目录Ingres目录本节实战1、Ingress是什么2、定义1.rules2.Resource3.pathType4.IngressClass5.TLS3、Ingress-controller1.什么是Ingress-controller2.其他ingress-controller控制器FAQ零碎ingress就是借用service实现服务发现机制关于我最后本节实战 无 1、…

MySQL基础(一)SQL分类、导入、SELECT语句,运算符

目录 MySQL安装以及相关工具 SQL分类 导入数据 最基本的SELECT语句 SELECT FROM 列的别名 去除重复行 着重号 查询常数 描述表结构 过滤数据&#xff08;重要&#xff09; 运算符 算数运算符 比较运算符 符号运算符 非符号运算符 逻辑运算符 位运算符 MySQL安…

【C++】继承与多态

目录前言1. 继承1.1 继承的概念1.2 继承的定义1.3 切片赋值1.4 继承中的作用域1.5 派生类的默认成员函数1.6 继承与友元、静态成员1.7 多继承、菱形继承、菱形虚拟继承1.7.1 区分单继承与多继承1.7.2 菱形继承1.7.3 菱形虚拟继承1.7.4 菱形虚拟继承的原理2. 多态2.1 概念2.2 多…

Elasticsearch实战之(商品搜索API实现)

Elasticsearch实战之&#xff08;商品搜索API实现&#xff09; 1、案例介绍 某医药电商H5商城基于Elasticsearch实现商品搜索 2、案例分析 2.1、数据来源 商品库 - 平台运营维护商品库 - 供应商维护 2.2、数据同步 2.2.1、同步双写 写入 MySQL&#xff0c;直接也同步往…

如何使用C2concealer生成随机化的C2 Malleable配置文件

关于C2concealer C2concealer是一款功能强大的命令行工具&#xff0c;在该工具的帮助下&#xff0c;广大研究人员可以轻松生成随机化的C2 Malleable配置文件&#xff0c;以便在Cobalt Strike中使用。 工具运行机制 开发人员对Cobalt Strike文档进行了详细的研究&#xff0c;…

【转载】2020融云:基于WebRTC的低延迟视频直播

原文直接访问本文是读书笔记。基于WebRTC的低延迟视频直播 需要学习rtp包的缓存设计,于是找到了这一篇文章rtp包缓存 如何适应直播需求?直播与实时通信的区别 流量更少: RTMP或者HLS主要基于TCP传输,WebRTC是基于UDP的传输, **UDP协议的头小。**TCP为了保证传输质量,因…

Zotero设置毕业论文/中文期刊参考文献格式

大家在使用zotero时很容易遇到的问题&#xff1a; 英文参考文献中有多个作者时出现“等”&#xff0c;而不是用"et al"引文最后面有不需要的DOI号&#xff0c;或者论文链接对于一些期刊分类上会出现OL字样&#xff0c;即[J/OL]作者名为全大写 本文主要解决以上几个…

string函数以及string常用接口

本文介绍的是C关键字string中一些重要用法&#xff0c;以及各种字符串序列的处理操作 ——飘飘何所似&#xff0c;天地一沙鸥 文章目录前言一、string&#xff08;字符串类&#xff09;二、string类对象的容量操作2.1 size/length2.2 capacity2.3 empty/clear2.4 resize/reser…

教你如何搭建设备-保养管理系统,demo可分享

1、简介1.1、案例简介本文将介绍&#xff0c;如何搭建设备-保养管理。1.2、应用场景设备管理员进行制定设备保养计划、记录设备保养信息、可以查看设备保养日历。2、设置方法2.1、表单搭建1&#xff09;新建表单【设备档案-履历表】&#xff0c;字段设置如下&#xff1a;名称类…