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ManualResetEvent类是一个比较常用的线程间通信工具，可以手动阻塞线程，所以在线程同步方面非常有用。

主要使用3个方法：

  • WaitOne
  • Set
  • Reset

先引入一个概念，信号。因为官方解释中使用的是signaled，所以在这里翻译为信号。那么信号是什么，接着往下看。

WaitOne

调用WaitOne时会导致线程阻塞，但此时是否阻塞是有条件的，要看此时是否有信号。有信号就不阻塞，无信号就阻塞。那么是否有信号怎么判断？不用判断，这个我们不用关心，我们需要做的是控制什么时候有信号，什么时候无信号。

Set

调用Set方法，此时为有信号状态。

Reset

调用Reset方法，此时为无信号状态。

拿生产者和消费者都举例：

生产者线程：我又造出10个产品，快来消费吧！（调用Set接口，切换为有信号状态，通知消费者线程可以开始消费了）。

消费者线程：收到通知，消费这10个产品，消费完成后，又处于等待状态。（调用Reset接口，切换为无信号状态，再调用WaitOne接口，阻塞消费线程）

下面上代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;

namespace ThreadTest
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            new ProductAndCostTester();
        }
    }

    /// <summary>
    /// 生产消费模型
    /// </summary>
    public class ProductAndCostTester
    {
        /// <summary>
        /// 生产线1线程
        /// </summary>
        private Thread _producterThread1;
        /// <summary>
        /// 生产线2线程
        /// </summary>
        private Thread _producterThread2;
        /// <summary>
        /// 消费线线程
        /// </summary>
        private Thread _costerThread;
        /// <summary>
        /// 产品列表
        /// </summary>
        private List<int> _goodList;
        /// <summary>
        /// ManualResetEvent实例
        /// </summary>
        private ManualResetEvent _mre;

        public ProductAndCostTester()
        {
            _goodList = new List<int>();

            _mre = new ManualResetEvent(false);//false初始化状态为无信号，将使WaitOne阻塞

            _producterThread1 = new Thread(Product1);
            _producterThread1.Name = "Productor1";
            _producterThread1.Start();

            _producterThread2 = new Thread(Product2);
            _producterThread2.Name = "Productor2";
            _producterThread2.Start();

            _costerThread = new Thread(Cost);
            _costerThread.Name = "Costor";
            _costerThread.Start();
        }

        /// <summary>
        /// 生产线1
        /// </summary>
        void Product1()
        {
            while (true)
            {
                Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + ":" + DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss"));
                for (int i = 0; i < 3; i++)
                {
                    _goodList.Add(1);
                }
                _mre.Set();//表示有信号了，通知WaitOne不再阻塞

                Thread.Sleep(8000);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 生产线2
        /// </summary>
        void Product2()
        {
            while (true)
            {
                Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + ":" + DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss"));
                for (int i = 0; i < 6; i++)
                {
                    _goodList.Add(1);
                }
                _mre.Set();//表示有信号了，通知WaitOne不再阻塞

                Thread.Sleep(10000);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 消费线
        /// </summary>
        void Cost()
        {
            while (true)
            {
                if (_goodList.Count > 0)
                {
                    Console.WriteLine("Cost " + _goodList.Count + " at " + DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss"));
                    _goodList.Clear();
                    _mre.Reset();//重置为无信号了，使WaitOne可以再次阻塞
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine("No cost at " + DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss"));
                    _mre.WaitOne();//如果没有可消费的产品，即无信号，则会阻塞
                }
            }
        }
    }
}

以上代码可以直接拷贝到脚本中执行，亲测。

 

与ManualResetEvent类似的还有AutoResetEvent，ManualResetEventSlim等等。AutoResetEvent与ManualResetEvent都集成自EventWaitHandle，二者原理相同，用法不同，AutoResetEvent直接调用WaitOne阻塞，无需调用Reset。下面着重说下ManualResetEventSlim与ManualResetEvent的区别。

ManualResetEvent：调用Reset，WaitOne后，会阻塞线程，阻塞的实现是release线程，线程此时不消耗任何资源，适合长时间等待的线程阻塞。

ManualResetEventSlim：调用Reset，Wait后，会阻塞线程，阻塞的实现是让线程跑一个for循环，for循环结束后再使用lock，lock住线程，此时线程不会释放，但会占用一定的CPU，适合短时间的线程阻塞。

如何理解长时间，短时间？看下ManualResetEventSlim类里Wait的实现：代码太长了，点击链接自行查看。

SpinCount可以在创建ManualResetEventSlim实例时设置，默认为10，最大为2047（代码中没有明确说明，自测出结果），在for循环中调用了Thread.Yield()和Thread.SpinWait(4 << i)，还有Thread.Sleep(0)，Thread.Sleep(1)。

 

方法耗时：

（机器配置不同，耗时可能不同，但效果是一样的，我的配置为2 GHz 四核Intel Core i5，16 GB，512SSD）

Thread.Yeild：0.1ms/个；

Thread.SpinWait(3960)：0.2242ms（SpinCount超过10时，SpinWait方法共消耗时间）；

Thread.Sleep(0)：0.14ms；

Thread.Sleep(1)：1.38ms；

 

Thread.Yeild

该方法是在 .Net 4.0 中推出的新方法，它对应的底层方法是 SwitchToThread。Yield 的中文翻译为 “放弃”，这里意思是主动放弃当前线程的时间片，并让操作系统调度其它就绪态的线程使用一个时间片。但是如果调用 Yield，只是把当前线程放入到就绪队列中，而不是阻塞队列。如果没有找到其它就绪态的线程，则当前线程继续运行。
优势：比 Thread.Sleep(0) 速度要快，可以让低于当前优先级的线程得以运行。可以通过返回值判断是否成功调度了其它线程。
劣势：只能调度同一个处理器的线程，不能调度其它处理器的线程。当没有其它就绪的线程，会一直占用 CPU时间片，造成 CPU 100%占用率。

 

Thread.SpinWait(int n)

执行等待时，会进行自旋。所谓自旋就是在CPU运转的周期内，如果条件满足了，就不会再进入内核等待（即暂停该线程，等待一段时间后，再继续运行该线程），如果条件不满足，才进入内核等待。这样一来，SpinWait会比Thread.Sleep多运行一次的CPU周期，再进入等待。因为CPU周期是很短的(现在一般的电脑都有2.1GHZ以上)，所以这个等待对时间影响不大，却可以提升很大的性能。

 

Thread.Sleep(0)

Sleep 的意思是告诉操作系统自己要休息 n 毫秒，这段时间就让给另一个就绪的线程吧。当 n=0 的时候，意思是要放弃自己剩下的时间片，但是仍然是就绪状态，其实意思和 Yield 有点类似。但是 Sleep(0) 只允许那些优先级相等或更高的线程使用当前的CPU，其它线程只能等着挨饿了。如果没有合适的线程，那当前线程会重新使用 CPU时间片。
优势：相比 Yield，可以调度任何处理器的线程使用时间片。
劣势：只能调度优先级相等或更高的线程，意味着优先级低的线程很难获得时间片，很可能永远都调用不到。当没有符合条件的线程，会一直占用 CPU时间片，造成 CPU100%占用率。

 

Thread.Sleep(1)

该方法使用 1 作为参数，这会强制当前线程放弃剩下的时间片，并休息 1 毫秒（因为不是实时操作系统，时间无法保证精确，一般可能会滞后几毫秒或一个时间片）。但因此的好处是，所有其它就绪状态的线程都有机会竞争时间片，而不用在乎优先级。
优势：可以调度任何处理器的线程使用时间片。无论有没有符合的线程，都会放弃 CPU时间，因此 CPU占用率较低。
劣势：相比 Thread.Sleep(0)，因为至少会休息一定时间，所以速度要更慢。

 

SpinCount，0-9，调用Thread.Yield()和Thread.SpinWait(4 << i)；循环下来，4<<1+4<<2+4<<3+4<<4+4<<6+4<<7+4<<8+4<<9=3960，一共SpinWait了8次，共3960，Thread.SpinWait是多长时间？我在电脑上测试，时间大概为0.0002242s，即0.2242ms，外加2个Thread.Yield()，共耗时：0.2242+2*0.1=0.4242ms。

SpinCount，10-19，调用8Thread.Yield()和2个Thread.Sleep(0)，共耗时：8*0.1+2*0.14=1.04ms。

SpinCount，20-2047，调用Thread.Yield()、Thread.Sleep(0)和Thread.Sleep(1)；每20个数里，调用1次Thread.Sleep(1)，3次Thread.Sleep(0)，16次Thread.Yield()，粗略算下101个循环，共耗时：（1.38+3*0.14+16*0.1）*101=340ms

如果SpinCount为2047，则总耗时为：总耗时：0.4242+1.04+340=341.4642ms。

 

这期间，进行了大量的Thread.Yield()、Thread.Sleep(0)和Thread.Sleep(1)3个方法调用，不可能没有消耗，所以当时间超过500ms甚至超过300ms时，我觉得使用ManualResetEventSlim就不再合适了。

 

由此得出结论，短时间就是很短的时间，可以忽略的时间，但凡等待超过1s，那都是很长的时间了。

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