重新想象 Windows 8 Store Apps (48) - 多线程之其他辅助类: SpinWait, SpinLock, Volatile, SynchronizationContext, CoreDispatcher, ThreadLocal, ThreadStaticAttribute
作者：webabcd
介绍
重新想象 Windows 8 Store Apps 之 多线程操作的其他辅助类
- SpinWait - 自旋等待
- SpinLock - 自旋锁
- volatile - 必在内存
- SynchronizationContext - 在指定的线程上同步数据
- CoreDispatcher - 调度器，用于线程同步
- ThreadLocal - 用于保存每个线程自己的数据
- ThreadStaticAttribute - 所指定的静态变量对每个线程都是唯一的
示例
1、演示 SpinWait 的使用
Thread/Other/SpinWaitDemo.xaml.cs
/*
* SpinWait - 自旋等待，一个低级别的同步类型。它不会放弃任何 cpu 时间，而是让 cpu 不停的循环等待
*
* 适用场景：多核 cpu ，预期等待时间非常短（几微秒）
* 本例只是用于描述 SpinWait 的用法，而不代表适用场景
*/ using System;
using System.Threading;
using Windows.UI.Xaml.Controls;
using Windows.UI.Xaml.Navigation; namespace XamlDemo.Thread.Other
{
public sealed partial class SpinWaitDemo : Page
{
public SpinWaitDemo()
{
this.InitializeComponent();
} protected override void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs e)
{
lblMsg.Text = DateTime.Now.ToString("mm:ss.fff"); SpinWait.SpinUntil(
() => // 以下条件成立时，结束等待
{
return false;
}
// 如果此超时时间过后指定的条件还未成立，则强制结束等待
,); lblMsg.Text += Environment.NewLine;
lblMsg.Text += DateTime.Now.ToString("mm:ss.fff"); SpinWait.SpinUntil(
() => // 以下条件成立时，结束等待
{
return DateTime.Now.Second % == ;
}); lblMsg.Text += Environment.NewLine;
lblMsg.Text += DateTime.Now.ToString("mm:ss.fff");
}
}
}
2、演示 SpinLock 的使用
Thread/Other/SpinLockDemo.xaml.cs
/*
* SpinLock - 自旋锁，一个低级别的互斥锁。它不会放弃任何 cpu 时间，而是让 cpu 不停的循环等待，直至锁变为可用为止
*
* 适用场景：多核 cpu ，预期等待时间非常短（几微秒）
* 本例只是用于描述 SpinLock 的用法，而不代表适用场景
*/ using System.Collections.Generic;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using Windows.UI.Xaml.Controls;
using Windows.UI.Xaml.Navigation; namespace XamlDemo.Thread.Other
{
public sealed partial class SpinLockDemo : Page
{
private static int _count; public SpinLockDemo()
{
this.InitializeComponent();
} protected async override void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs e)
{
SpinLock spinLock = new SpinLock(); List<Task> tasks = new List<Task>(); // 一共 100 个任务并行执行，每个任务均累加同一个静态变量 100000 次，以模拟并发访问静态变量的场景
for (int i = ; i < ; i++)
{
Task task = Task.Run(
() =>
{
bool lockTaken = false; try
{
// IsHeld - 锁当前是否已由任何线程占用
// IsHeldByCurrentThread - 锁是否由当前线程占用
// 要获取 IsHeldByCurrentThread 属性，则 IsThreadOwnerTrackingEnabled 必须为 true，可以在构造函数中指定，默认就是 true // 进入锁，lockTaken - 是否已获取到锁
spinLock.Enter(ref lockTaken); for (int j = ; j < ; j++)
{
_count++;
}
}
finally
{
// 释放锁
if (lockTaken)
spinLock.Exit();
}
}); tasks.Add(task);
} // 等待所有任务执行完毕
await Task.WhenAll(tasks); lblMsg.Text = "count: " + _count.ToString();
}
}
}
3、演示 volatile 的使用
Thread/Other/VolatileDemo.xaml
<Page
x:Class="XamlDemo.Thread.Other.VolatileDemo"
xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
xmlns:local="using:XamlDemo.Thread.Other"
xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
mc:Ignorable="d"> <Grid Background="Transparent">
<StackPanel Margin="120 0 0 0"> <TextBlock FontSize="14.667" LineHeight="20">
<Run>如果编译器认为某字段无外部修改，则为了优化会将其放入寄存器</Run>
<LineBreak />
<Run>标记为 volatile 的字段，则必然会被放进内存</Run>
<LineBreak />
<Run>编写 Windows Store Apps 后台任务类的时候，如果某个字段会被后台任务的调用者修改的话，就要将其标记为 volatile，因为这种情况下编译器会认为此字段无外部修改</Run>
</TextBlock> </StackPanel>
</Grid>
</Page>
4、演示 SynchronizationContext 的使用
Thread/Other/SynchronizationContextDemo.xaml.cs
/*
* SynchronizationContext - 在指定的线程上同步数据
* Current - 获取当前线程的 SynchronizationContext 对象
* Post(SendOrPostCallback d, object state) - 同步数据到此 SynchronizationContext 所关联的线程上
*/ using System;
using Windows.System.Threading;
using Windows.UI.Xaml.Controls;
using Windows.UI.Xaml.Navigation; namespace XamlDemo.Thread.Other
{
public sealed partial class SynchronizationContextDemo : Page
{
System.Threading.SynchronizationContext _syncContext; public SynchronizationContextDemo()
{
this.InitializeComponent(); // 获取当前线程，即 UI 线程
_syncContext = System.Threading.SynchronizationContext.Current; ThreadPoolTimer.CreatePeriodicTimer(
(timer) =>
{
// 在指定的线程（UI 线程）上同步数据
_syncContext.Post(
(ctx) =>
{
lblMsg.Text = DateTime.Now.ToString("mm:ss.fff");
},
null);
},
TimeSpan.FromMilliseconds());
}
}
}
5、演示 CoreDispatcher 的使用
Thread/Other/CoreDispatcherDemo.xaml.cs
/*
* CoreDispatcher - 调度器，用于线程同步
*/ using System;
using Windows.System.Threading;
using Windows.UI.Core;
using Windows.UI.Xaml;
using Windows.UI.Xaml.Controls; namespace XamlDemo.Thread.Other
{
public sealed partial class CoreDispatcherDemo : Page
{
public CoreDispatcherDemo()
{
this.InitializeComponent(); // 获取 UI 线程的 CoreDispatcher
CoreDispatcher dispatcher = Window.Current.Dispatcher; ThreadPoolTimer.CreatePeriodicTimer(
(timer) =>
{
// 通过 CoreDispatcher 同步数据
// var ignored = this.Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.Normal,
var ignored = dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.Normal,
() =>
{
lblMsg.Text = DateTime.Now.ToString("mm:ss.fff");
});
},
TimeSpan.FromMilliseconds());
}
}
}
6、演示 ThreadLocal 的使用
Thread/Other/ThreadLocalDemo.xaml.cs
/*
* ThreadLocal<T> - 用于保存每个线程自己的数据，T - 需要保存的数据的数据类型
* ThreadLocal(Func<T> valueFactory, bool trackAllValues) - 构造函数
* valueFactory - 指定当前线程个性化数据的初始值
* trackAllValues - 是否需要获取所有线程的个性化数据
* T Value - 当前线程的个性化数据
* IList<T> Values - 获取所有线程的个性化数据（trackAllValues == true 才能获取）
*
*
* 注：ThreadStaticAttribute 与 ThreadLocal<T> 的作用差不多
*/ using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using Windows.UI.Xaml.Controls;
using Windows.UI.Xaml.Navigation; namespace XamlDemo.Thread.Other
{
public sealed partial class ThreadLocalDemo : Page
{
System.Threading.SynchronizationContext _syncContext; public ThreadLocalDemo()
{
this.InitializeComponent(); // 获取当前线程，即 UI 线程
_syncContext = System.Threading.SynchronizationContext.Current;
} protected override void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs e)
{
ThreadLocal<string> localThread = new ThreadLocal<string>(
() => "ui thread webabcd", // ui 线程的个性化数据
false); Task.Run(() =>
{
// 此任务的个性化数据
localThread.Value = "thread 1 webabcd"; _syncContext.Post((ctx) =>
{
lblMsg.Text += Environment.NewLine;
lblMsg.Text += ctx.ToString();
},
localThread.Value);
}); Task.Run(() =>
{
// 此任务的个性化数据
localThread.Value = "thread 2 webabcd"; _syncContext.Post((ctx) =>
{
lblMsg.Text += Environment.NewLine;
lblMsg.Text += ctx.ToString();
},
localThread.Value);
}); lblMsg.Text += localThread.Value;
}
}
}
7、演示 ThreadStaticAttribute 的使用
Thread/Other/ThreadStaticAttributeDemo.xaml.cs
/*
* ThreadStaticAttribute - 所指定的静态变量对每个线程都是唯一的
*
*
* 注：ThreadStaticAttribute 与 ThreadLocal<T> 的作用差不多
*/ using System;
using System.Threading.Tasks;
using Windows.UI.Xaml.Controls;
using Windows.UI.Xaml.Navigation; namespace XamlDemo.Thread.Other
{
public sealed partial class ThreadStaticAttributeDemo : Page
{
// 此静态变量对每个线程都是唯一的
[ThreadStatic]
private static int _testValue = ; System.Threading.SynchronizationContext _syncContext; public ThreadStaticAttributeDemo()
{
this.InitializeComponent(); // 获取当前线程，即 UI 线程
_syncContext = System.Threading.SynchronizationContext.Current;
} protected override void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs e)
{
Task.Run(() =>
{
_testValue = ; _syncContext.Post((testValue) =>
{
lblMsg.Text += Environment.NewLine;
// 此 Task 上的 _testValue 的值
lblMsg.Text += "thread 1 testValue: " + testValue.ToString();
},
_testValue);
}); Task.Run(() =>
{
_testValue = ; _syncContext.Post((testValue) =>
{
lblMsg.Text += Environment.NewLine;
// 此 Task 上的 _testValue 的值
lblMsg.Text += "thread 2 testValue: " + testValue.ToString();
},
_testValue);
}); // ui 线程上的 _testValue 的值
lblMsg.Text = "ui thread testValue: " + _testValue.ToString();
}
}
}
OK
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