Monitor.Wait()和Monitor.Pulse()的线程问题

Question

我在ASP.NET中有一个生产者-消费者场景，我设计了一个Producer类、一个Consumer类和一个用于保存共享对象的类，并负责生产者和消费者之间的通信，让我们称之为Mediator。因为我在启动时(在父对象中)发送执行路径，一个线程将调用Producer.Start()，另一个线程将调用Consumer.Start()，因此需要将Mediator的引用传递给Producer和Consumer (通过Constructor)。Mediator是一个智能类，它将优化许多事情，比如它的内部队列的长度，但目前将它视为一个循环阻塞队列。Producer会将新对象排队到Mediator，直到队列满了，然后Producer会阻塞。Consumer将对象从Mediator中排出，直到队列中没有任何内容。对于线程之间的信令，我在Mediator类中实现了两个方法：Wait()和Pulse()。代码是这样的：

Class Mediator
{
  private object _locker = new object();

  public void Wait()
  {
    lock(_locker)
      Monitor.Wait(_locker);
  }

  public void Pulse()
  {
    lock(_locker)
      Monitor.Pulse(_locker);
  }
}

// This way threads are signaling:

Class Consumer
{
  object x;
  if (Mediator.TryDequeue(out x))
    // Do something
  else
    Mediator.Wait();
}

在中介程序中，我每次都使用this.Pulse()，这样等待线程就会收到信号并继续工作。

但是我遇到了死锁，因为我从来没有使用过这种设计来发送消息，所以我不确定是设计出了什么问题，还是在其他地方做错了什么？

谢谢

Answer 1

设计没有什么不对。

当您使用Monitor.Wait()和Monitor.Pulse()时，当您不知道哪个线程将首先执行它的工作时(生产者还是消费者)，就会产生问题。在这种情况下，使用AutoResetEvent解决问题。当它到达应该使用生产者生成的数据的部分时，请考虑消费者。也许它在生产者发出信号之前就到达了那里，那么一切都很好，但是如果消费者在生产者发出信号之后到达那里呢？是的，然后您会遇到一个死锁，因为生产者已经为该部分调用了Monitor.Pulse()，并且不会重复它。使用AutoResetEvent，您可以确定使用者在那里等待生产者发出的信号，如果生产者在使用者到达该部分之前已经发出信号，则门是打开的，并且使用者将继续。

在Mediator中使用Monitor.Wait()和Monitor.Pulse()来发送等待线程的消息是可以的。

Answer 2

这里没有太多的代码可以继续，但我最好的猜测是，您有一个活锁问题。如果Mediator.Pulse在Mediator.Wait之前被调用，那么即使队列中有什么东西，信号也会丢失。下面是实现阻塞队列的标准模式。

public class BlockingQueue<T>
{
  private Queue<T> m_Queue = new Queue<T>();

  public void Enqueue(T item)
  {
    lock (m_Queue)
    {
      m_Queue.Enqueue(item);
      Monitor.Pulse(m_Queue);
    }
  }

  public T Dequeue()
  {
    lock (m_Queue)
    {
      while (m_Queue.Count == 0) 
      {
        Monitor.Wait(m_Queue);
      }
      return m_Queue.Dequeue();
    }
  }
}

注意，只有当队列为空时才调用Monitor.Wait。还请注意它是如何在while循环中调用的。这是因为Wait没有比Enter更高的优先级，所以进入Dequeue的新线程可能会占用最后一项，即使对Wait的调用已经准备好返回。如果没有循环，线程可以尝试从空队列中删除项。

Answer 3

如果您可以使用.NET 4，最好的选择是使用BlockingCollection<T> (http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd267312.aspx)来处理排队、退队列和队列长度的限制。