分析.NET中的CountDownLatch類

作者：blacktear23 2009-05-21 13:25:50

本文將分析.NET中的CountDownLatch類，透過作者在實際工作中碰到的有N個互不相關的任務要在線程池中跑，但有一個線程要等待N個任務完成之后才能繼續的問題，為大家簡單介紹下。

最近筆者在用.Net寫程序時遇到一個問題：有N個互不相關的任務要在線程池中跑，但有一個線程要等待N個任務完成之后才能繼續。而這個N是個未知數，可能會很大（因此才會想到使用線程池而不是手動去new一個therad）。翻了翻.Net類庫的文檔，發現一個叫WaitHandle的類。這個類的用法挺有意思，需要為每個線程創建一個WaitHandle對象并把它們放在一個數組中，然后用WaitHandle類中的WaitAll方法來等待這些 WaitHandle被調用Set方法。（代碼就不寫了，可以參考MSDN http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library /system.threading.waithandle.aspx）

雖然覺得這有點復雜，但還是試了試。當程序運行時，碰到了一個問題，如果WaitHandle數組超過64個元素之后，WaitHandle對象的WatiAll方法罷工了。后來為了程序能運行，只得想了一個笨辦法：先創建兩個WaitHandle對象放在數組，然后用循環兩個兩個地運行任務。代碼的思路大概是下面這樣：

WaitHandle[] handles = new WaitHandle[]{
    new AutoResetEvent(false), 
    new AutoResetEvent(false)
};
int times = (int)N/2;
int i;
for(i = 0; i < times; i++){
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(Tasks[i*2]), handles[0]);   
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(Tasks[i*2+1]), handles[1]);
    WaitHandle.WaitAll(handles);
}
if(i*2 < N){
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(Tasks[i*2 + 1]), handles[0]);
    WaitHandle.WaitAny(handles);
}

雖然代碼這么寫比較復雜，但至少可以保證運行時不會出問題。但這么寫代碼顯然并不KISS！于是問了問高手，說有個 RegisterWaitForSingleObject方法，但一看這個方法的參數列表就夠讓人暈的了。有點懷念Java了，記得Java中有個 CountDownLatch類，創建類的時候賦一個初始值X，然后主線程中調用await，線程池中跑的線程調用countDown方法。就可以實現主線程等待X次countDown方法調用之后繼續。這樣既沒有64個WaitHandle的限制，也不用去研究那個 RegisterWaitForSingleObject方法。不過問題在于.Net中并沒有這么一個東西，只能自己動手了。

class CountDownLatch {
    private object lockobj;
    private int counts;
    public CountDownLatch(int counts){
        this.counts = counts;
    }
    public void Await(){
        lock(lockobj){
            while(counts > 0){
                Monitor.Wait(lockobj);
            }
        }
    }
    public void CountDown(){
        lock(lockobj){
            counts--;
            Monitor.PulseAll(lockobj);
        }
    }
}

有了這個東西，上面的代碼可以改的更少一些。


CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(N);
for(int i = 0; i < N; i++){
     ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(Tasks[i]), cdl);
}
cdl.Awati();

而對于任務的代碼來說，在結尾處吧對WaitHandle的Set方法的調用改為對CountDownLatch類的CountDown方法的調用即可。
最后，我想說的是其實沒必要把思路都拘束在.Net上或者Java上，相互借鑒會讓思路更開闊一些。不過有句心里話想說的就是，其實Java的類庫在某些方面做的比.Net好一些。

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