C# 线程交互

一、为什么要进行线程交互

在C#中，线程交互通常涉及到多个线程之间的数据共享和同步。‌.

一、全局变量

在C#中，全局变量是指在程序的任何地方都可以访问的变量。通常，全局变量是在类的外部定义的，或者在所有方法之外定义的。全局变量通常用于存储需要在多个方法或类之间共享的数据。

1. 在类外部定义

你可以在类定义之外定义全局变量，但这通常不推荐，因为这违背了面向对象编程的原则，即封装性。更好的做法是使用静态成员（静态变量）或单例模式来共享数据。

静态变量

静态变量属于类，而不是类的实例。这意味着你可以通过类名直接访问它，而不需要创建类的实例。

2. 使用单例模式

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

3. 在类内部作为字段使用（非静态）

如果你想在多个方法之间共享数据，但又不想让这个数据成为公共的（即不想让其他类直接访问），可以将它定义为类的字段，并通过实例方法访问。虽然这不是真正的“全局”访问，因为它需要通过类的实例访问，但它仍然可以在多个方法间共享数据。

最佳实践和建议：

封装性：尽量使用封装性原则，通过属性、方法或单例模式来控制数据的访问。

可维护性：过度使用全局变量会使代码难以维护和理解。尽量减少全局变量的使用，特别是在大型项目中。考虑使用依赖注入等设计模式来管理依赖和共享数据。

线程安全：当涉及到多线程时，确保全局变量的访问是线程安全的。可以通过lock语句或者使用Concurrent集合来处理。

二、AutoResetEvent类

AutoResetEvent 是一种同步原语，它允许一个线程等待另一个线程发出信号。当一个线程调用 WaitOne() 方法时，它会被阻塞直到另一个线程调用 Set() 方法为止。每次 Set() 被调用后，AutoResetEvent 将自动重置为非信号状态，这意味着只能唤醒一个等待的线程。

三、 ManualResetEvent类

与 AutoResetEvent 类似，ManualResetEvent 允许一个或多个线程等待某个事件的发生。不同的是，ManualResetEvent 在 Set() 被调用之后不会自动重置，除非显式地调用了 Reset() 方法。

四、事件（Event）机制

通过事件和委托机制，可以在对象之间发送消息并通知订阅者。这种模式非常适合需要跨多个线程进行通信的情况，尤其是在图形用户界面（GUI）应用中，主线程通常用于UI更新，而子线程则处理后台任务。

五、Monitor

一、Monitor 类概述

Monitor 类位于 System.Threading 命名空间中，它允许你对对象进行锁定（即获取互斥锁），从而确保在同一时刻只有一个线程可以执行被锁定保护的代码块。

1. 基本锁机制

    Monitor.Enter 和 Monitor.Exit 用于保护临界区，确保线程互斥访问共享资源。

    与 lock 的关系：lock 关键字是 Monitor 的语法糖，编译后等价于 try-finally 块包裹的 Enter 和 Exit。

    何时用 Monitor：需要超时控制或非阻塞尝试获取锁时（通过 TryEnter）。

2. 常用方法

    Enter：尝试进入临界区并获取锁。

    Exit：释放锁并退出临界区。

    TryEnter：尝试进入临界区并在指定时间内等待锁。

    Wait：释放当前线程持有的锁，并将该线程放入等待队列。

    Pulse/PulseAll：通知等待队列中的一个或所有线程锁已释放，它们可以重新竞争锁。

3. 使用场景

    保护共享资源：确保多个线程不会同时修改同一数据结构。

    生产者-消费者模式：协调生产者和消费者之间的操作。

    条件变量：实现基于条件的同步。

六、 Invoke和BeginInvoke

Invoke 和 BeginInvoke 在C#中主要用于跨线程操作UI控件，确保线程安全。‌

Invoke和BeginInvoke的作用

‌1、线程安全问题‌：在Windows GUI编程中，UI元素只能在创建它们的线程上访问。如果在一个非UI线程中直接操作UI控件，可能会导致   异常。Invoke和BeginInvoke方法用于在正确的线程上执行代码，避免这种问题。

‌2、同步与异步‌：

‌Invoke‌：同步调用，当前线程会阻塞，直到委托在目标线程（通常是UI线程）上执行完毕。适用于需要确保被调用的代码执行完成后，再继续执行后续逻辑的场景。

‌BeginInvoke‌：异步调用，当前线程不会阻塞，委托会立即被加入目标线程的消息队列，由目标线程异步执行。适用于不关心被调用代码的执行结果，或希望避免阻塞当前线程的场景。

B站  ：道传科技上位机   观看教程视频