【中低階級】－執行緒Thread-使用-2

二、安全鎖(lock)

1. 互斥鎖(mutex)

　　由於會有多個執行緒在執行，對於全域變數的部分（也就是共享資源）就有可能會在不同的區塊同時使用到同一變數（同一資源），此時程式就很容易錯亂，就像是我們在心算時若要同時進行A+B和A-B時是不是就很容易運算錯誤呢？因為腦袋出現兩條要執行的內容並且還使用同變數，所以很容易出錯呀！電腦也是一樣的道理，因此設計了一個機制就是可以配合Lock和mutex一起使用比較不會錯亂。

結論：互斥鎖(mutex)的目的就是在同一時間限制只有一個執行緒可以使用同一變數（同一資源）不讓電腦執行錯誤，直到此執行緒釋放了這個變數（資源）才可以讓下一個執行緒來使用。（也就是排隊輪流概念）

使用互斥鎖(mutex)時會用到兩個方法它們一定是搭配使用的，也就是：

Mutex.WaitOne();        //獲取（拿取）鎖

Mutex.ReleaseMutex();   //釋放（歸還）鎖

實際看一下例子：

說明： 【程式】 第1區(也就是第173行)先建立全域變數的Mutex 第2區(第175-188行)這邊是主程式，也就是按鈕的程式 第3區(第190-200行)這邊就是在使用互斥鎖(Mutex)的方法，先拿到鎖才可以進行想要做的事，做完後就要歸還鎖。 【結果】 此時電腦跑的執行緒並不一定會乖乖從1-4慢慢執行，但是它會乖乖的將拿到鎖的執行緒把要做的事全部做完才會釋放掉，大家可以用逐步執行或設中斷點來一步步看程式是如何運作的。

以上是互斥鎖(mutex)的用法。

2. 監測執行緒(monitor)

　　它是安全鎖(Lock)的底層，所以很多人都說lock是monitor的「語法糖」，因為lock會對monitor的Enter和Exit進行封裝，monitor可以做的事比lock多，因為lock就只是個開關。

科普一下： 什麼是「語法糖」？ 就是可以讓程式更加簡潔、提高可讀性哦！！ 讓程式寫起來有甜甜的滋味，有沒有很貼心呀～哈哈 它也又稱為「糖衣語法」。 說成這樣到底monitor是有多複雜？還需要有這顆神秘魔法的語法糖來增加寫程式的甜度嗎？ 還是擔心程式設計師寫到太常理性思考，感性部分都被抹除了呢？這或許是另類的貼心哦！哈哈 我們就依序慢慢看吧～就當看故事好哩！

先將互斥鎖(mutex)對應過來看監測執行緒(monitor)的狀況：

轉過來其實都差不多，幾乎可以說一樣的，只差在於它有參數而已，那哪來需要語法糖呀！真是個好問題（我也沒有深度使用過，所以目前也還不知道）

有些程式會加try...catch...finally...，這是擔心倘若中途發生異常時至少鎖要被釋放掉還給系統，為了避免此情形產生才會加進去。

那麼不是說monitor還有其他方法？是的！這邊先列出兩個方法感覺比較常用到的：

Monitor.TryEnter(object , ms );

//設置對象(object)只提供毫秒數(ms)的時間，時間道則會釋放該鎖

//這是為了避免「死鎖」的現象

Monitor.IsEntered(object);

//用來判斷目前執行緒是否保持鎖定的指定物件

OK那麼就回來看一下安全鎖Lock是怎麼使用的吧～

3. 安全鎖(lock)

說明： 【程式】 第一區塊的主程式都跟上面差不多。 第二區塊是改變最大的了，那麼上面的mutex和monitor都是需要用一對的程式去控制鎖的獲取與釋放，那Lock這邊只需要將要鎖起來部分lock起來即可。兩者的程式差異就在這裡。 【結果】 這邊一開始我用一些符號或文字來代表程式進入的狀況。 可以從結果得知UseLock_Count是先一個執行緒做完後才會有下一個執行緒進來。

~~~~~~~~~~~~~~~~~［筆記］~~~~~~~~~~~~~~~~~ 上面例子尚未用到Class類別都是先以基本的先了解後往後再進階，那當使用lock時需要注意以下事項：

1.當實例是public時最好不要lock(this)，因爲使用你的class的人也許不知道你用了lock，如果他new了一個實例，並且對這個實例上鎖，就很容易造成「死鎖」。

2.如果MyType是public的，不要lock(typeof(MyType))。

3.永遠也不要lock一個字符串。

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三、號誌(semaphore)

private Semaphore semaphore1 = new Semaphore(2,5);

//第一個參數為:允許同時進入的執行緒數量

//第二個參數為:允許可容納多少執行緒數量在此區域中

//所以要注意 第一個參數 不可大於 第二參數

semaphore1 .WaitOne();

//堵住執行緒進來

//也就是說當執行緒已達到設定的數量就把門關上不讓執行緒進來，直到後面的Release()釋放執行緒後就會丟出訊號通知WaitHandle，也就是這邊WaitOne會收到訊號就會開門繼續讓執行緒進來，這一行也可以說是「守門員」

semaphore1.Release(1);

//參數是指要釋放多少個執行緒，也就是訊號出來

//功能:釋放執行緒訊號丟出訊號通知給WaitHandle

說明： 【程式】 1.第一區塊(也就是第276行)先建立建構函式 2.第二區塊就是主程式，一樣先建立執行緒，為了方便了解也設定該執行緒名字 3.第三區塊就是使用號誌的地方了，比較有問題的應該是 ((int)obj+1) ，(int)obj這個是指將obj強制轉換為int型態，轉換完後再將數值+1，那麼它與Thread.CurrentThread.Name有何不一樣？這一個是指我們主程式那邊所設定的Name名字，那 (int)obj就是電腦對此執行緒給予的一個編號。 【結果】 　　這邊用文字顯示讓大家看比較好懂一點程式怎麼執行的，那麼對於剩餘的執行數量這邊大家可以等程式跑完後自行畫圖，看看區塊中進入或移出的狀況，不了解也還可以自己修改號誌執行緒進入的數量再去try try看，或者也可以去修改主程式中要給予多少個執行緒，修改幾次多看幾次就會更好懂了。

四、前景與背景執行緒

Thread.IsBackground=false;