[.net]基元线程同步构造

/* 基元线程同步构造
用户模式构造：
    易变构造（Volatile Construct）
    互锁构造（Interlocked Construct）:自旋锁（Spinlock) 乐观锁（Optimistic Concurrency Control,乐观并发控制）
内核模式构造：
    事件构造（Event)
    信号量构造（Semaphore)
    互斥体构造（Mutex)
*/

//易变构造,Volatile.Write()之前的所有字段写入操作，必须再该方法调用之前完成，Volatile.Read()之前的所有字段读取操作，必须再该方法之前完成，保证该方法作用的字段
//的赋值或读取顺序不被编译器优化，C#关键字volatile在语言层面提供了对易变构造的支持，标记为volatile的字段在按引用传递时无效。
public static class Volatile
{
    public static void Write(ref Int32 location,Int32 value);
    public static Int32 Read(ref Int32 location);
}

//互锁构造
public static class Interlocked
{
    public static Int32 Exchange(ref Int32 location,Int32 value);

    //Int32 old=location; if(location==comparand){ location=comparand;} return old;
    public static Int32 CompareExchange(ref Int32 location,Int32 value,Int32 comparand);
}

//简单自旋锁:自旋会浪费CPU时间，因此自旋锁只适用于执行的非常快的代码区域。在单CPU计算机上，希望获得锁的线程会不断的自旋，如果获得锁的线程优先级比较低的话，
//会导致自旋的线程抢占CPU时间，从而影响拥有锁的线程释放锁，比较容易形成“活锁”。
public struct SimpleSpinlock
{
    private Int32 _inUse;//0：false,1:true，Interlocked不支持Boolean
    public void Enter()
    {
        while (true)
        {
            if(Interlocked.Exchange(ref _inUse,1)==0)
                return;
            //一些其他代码
        }
    }
    public void Leave()
    {
        Volatile.Write(ref _inUse,0);
    }
}
public class Demo
{
    private SimpleSpinlock _spinLock;
    public void Access()
    {
        _spinLock.Enter();
        //取得锁，访问资源
        _spinLock.Leave();
    }
}


//欢乐锁：用于完成一次原子性的操作，如果在执行过程中，数据被外部修改，那么当前执行的过程就无效，然后用修改后的值重新进行这次原子性的操作。
//说直白点就是乐观，与世无争。
public class OptimisticLoack
{
    public delegate T Morpher<T, TArgument>(T startValue, TArgument argument);
    public static T Morph<T, TArgument>(ref T target, TArgument value, Morpher<T,TArgument> morpher)where T:class
    {
        T currentValue = target, startValue, desiredValue;
        do
        {
            startValue = currentValue;
            desiredValue = morpher(startValue, value);
            currentValue = Interlocked.CompareExchange(ref target, desiredValue, startValue);
        } while (currentValue != startValue);
        return desiredValue;
    }
}

//事件构造：自动重置事件 手动重置事件
public class EventWaitHandle:WaitHandle
{
    public Boolean Set();
    public Boolean Reset();
}
public class AutoResetEvent():EventWaitHandle
{
    public AutoResetEvent(Boolean initialState);
}
public class ManualResetEvent():EventWaitHandle
{
    public ManualResetEvent(Boolean initialState);
}

//信号量构造
public class Semaphore:WaitHandle
{
    public Semaphore(Int32 initialCount,Int32 maxinumCount);
    public Int32 Release();
    public Int32 Release(Int32 releaseCount);
}

//互斥体构造,内部维护一个递归计数，可以实现递归锁
public sealed class Mutex:WaitHandle
{
    public Mutex ();
    public void ReleaseMutex();
}

//事件构造，信号量构造，互斥体构造均可以简单的实现自旋锁
public class SimpleSpinlock
{
    private readonly Mutex m_lock=new Mutex();//针对互斥体构造
    //private readonly Semaphore m_lock=new Semaphore();//针对信号量构造
    //private readonly AutoResetEvent m_lock=new AutoResetEvent(true);//针对事件构造
    public void Enter()
    {
        m_lock.WaitOne();
    }
    public void Leave()
    {
        m_lock.ReleaseMutex();//针对互斥体构造
        //m_lock.Release(1);//针对信号量构造
        //m_lock.Set();//针对事件构造
    }
}