c#一个作者许多读者只读一次
本文关键字:只读 一次 许多读 一个 | 更新日期: 2023-09-27 18:06:01
我有四个线程。一种是从网络中读取一些信息,将其写入变量,并在每个片段之后发出信号。其中3个正在读取这个变量,应该只读取一次。目前的解决方案是写入器在写入事件后设置事件,并等待读取器事件。读取器等待事件,然后读取并设置它们的事件(意味着它们读取)。问题是,读者可以阅读不止一次,我有重复的。我怎样才能达到读者只读一次的规则?
实现这一点的一种方法是:
数据以单链表的形式在线程之间共享。列表中的每个节点都可以是标记或包含数据。该列表以单个节点开始,其类型为marker。当读取数据时,将形成一个新的列表,其中包含一系列数据节点,后面跟着一个标记。此列表被附加到最近添加到列表中的标记。
每个读取线程都以对原始标记节点和AutoResetEvent
的引用开始。每当有新的数据进入写入器时,它将向每个读线程的AutoResetEvent
发出信号。然后,读取线程将简单地遍历,直到找到没有Next节点的标记。
该方案确保所有读取器只看到一次数据。最大的复杂性是构造列表,以便可以以无锁的方式对其进行读写。对于Interlocked.CompareExchange
,这是非常直接的
链表类型
class Node<T> {
public bool IsMarker;
public T Data;
public Node<T> Next;
}
示例写入器类型
class Writer<T> {
private List<AutoResetEvent> m_list;
private Node<T> m_lastMarker;
public Writer(List<AutoResetEvent> list, Node<T> marker) {
m_lastMarker = marker;
m_list = list;
}
// Assuming this can't overlap. If this can overload then you will
// need synchronization in this method around the writing of
// m_lastMarker
void OnDataRead(T[] items) {
if (items.Length == 0) {
return;
}
// Build up a linked list of the new data followed by a
// Marker to signify the end of the data.
var head = new Node<T>() { Data = items[0] };
var current = head;
for (int i = 1; i < items.Length; i++) {
current.Next = new Node<T>{ Data = items[i] };
current = current.Next;
}
var marker = new Node<T> { IsMarker = true };
current.Next = marker;
// Append the list to the end of the last marker node the writer
// created
m_lastMarker.Next = head;
m_lastMarker = marker;
// Tell each of the readers that there is new data
foreach (var e in m_list) {
e.Set();
}
}
}
示例阅读器类型
class Reader<T> {
private AutoResetEvent m_event;
private Node<T> m_marker;
void Go() {
while(true) {
m_event.WaitOne();
var current = m_marker.Next;
while (current != null) {
if (current.IsMarker) {
// Found a new marker. Always record the marker because it may
// be the last marker in the chain
m_marker = current;
} else {
// Actually process the data
ProcessData(current.Data);
}
current = current.Next;
}
}
}
}
我同意这样的评论,即您应该对消费者线程进行编码,以接受多次获得相同值的可能性。也许最简单的方法是为每个更新添加一个顺序标识符。这样,线程就可以将顺序id与它读取的最后一个id进行比较,并知道它是否得到了重复的id。
如果缺少一个值,它也会知道。
但是如果您真的需要它们处于锁步并且只获得一次值,我建议您使用两个ManualResetEvent
对象和一个CountdownEvent
。以下是如何使用它们。
ManualResetEvent DataReadyEvent = new ManualResetEvent();
ManualResetEvent WaitForResultEvent = new ManualResetEvent();
CountdownEvent Acknowledgement = new CountdownEvent(NumWaitingThreads);
读线程等待DataReadyEvent
。
当另一个线程从网络读取一个值时,它这样做:
Acknowledgement.Reset(NumWaitingThreads);
DataReadyEvent.Set(); // signal waiting threads to process
Acknowledgement.WaitOne(); // wait for all threads to signal they got it.
DataReadyEvent.Reset(); // block threads' reading
WaitForResultEvent.Set(); // tell threads they can continue
等待线程这样做:
DataReadyEvent.WaitOne(); // wait for value to be available
// read the value
Acknowledgement.Set(); // acknowledge receipt
WaitForResultEvent.WaitOne(); // wait for signal to proceed
这与每个等待线程有两个事件具有相同的效果,但要简单得多。
它确实有缺点,但是,如果一个线程崩溃,这将挂起倒计时事件。但是,如果生产者线程等待所有的线程消息,你的方法也会这样做。
这很适合Barrier类。
可以使用两个Barriers
在两种状态之间切换。
下面是一个例子:
using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
namespace Demo
{
internal class Program
{
private static void Main(string[] args)
{
int readerCount = 4;
Barrier barrier1 = new Barrier(readerCount + 1);
Barrier barrier2 = new Barrier(readerCount + 1);
for (int i = 0; i < readerCount; ++i)
{
Task.Factory.StartNew(() => reader(barrier1, barrier2));
}
while (true)
{
barrier1.SignalAndWait(); // Wait for all threads to reach the "new data available" point.
if ((value % 10000) == 0) // Print message every so often.
Console.WriteLine(value);
barrier2.SignalAndWait(); // Wait for the reader threads to read the current value.
++value; // Produce the next value.
}
}
private static void reader(Barrier barrier1, Barrier barrier2)
{
int expected = 0;
while (true)
{
barrier1.SignalAndWait(); // Wait for "new data available".
if (value != expected)
{
Console.WriteLine("Expected " + expected + ", got " + value);
}
++expected;
barrier2.SignalAndWait(); // Signal that we've read the data, and wait for all other threads.
}
}
private static volatile int value;
}
}
我推荐ConcurrentQueue -它保证每个线程从队列中获得一个唯一的实例。这里有一个很好的解释如何使用它。
ConnurrentQueue<T>.TryDequeue()
是一个线程安全的方法,检查队列是否为空,如果不是,从队列中获取一个项目。由于它同时执行这两个操作,程序员不必担心竞争条件。
我想我找到了前进的方向。我创建了2个AutoResetEvent数组,每个阅读器都有2个事件,等待写事件和设置读事件,写入器设置所有写事件并等待所有读事件。
JaredPar,你的回答很有用,对我很有帮助