重新想象 Windows 8 Store Apps (48)

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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
,1000);
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 % 2 == 0;
});
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 tasks = new List();
// 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 = 0; i < 100; 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 = 0; j < 100000; 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







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

标记为 volatile 的字段，则必然会被放进内存

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




　　
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(100));
}
}
}
　　
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(100));
}
}
}
　　
6、演示 ThreadLocal 的使用
Thread/Other/ThreadLocalDemo.xaml.cs



/*
* ThreadLocal - 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 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 Values - 获取所有线程的个性化数据（trackAllValues == true 才能获取）
*     
*
* 注：ThreadStaticAttribute 与 ThreadLocal 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 localThread = new ThreadLocal(
() => "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 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 = 0;
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 = 10;
_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 = 100;
_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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