C#線程等待

一、基礎概念

在多任務環境下，線程等待是非常重要的一個概念。線程等待可以讓一個線程等待另外一個線程完成某些操作，然後再繼續執行。在C#中，線程等待是通過System.Threading命名空間中的WaitHandle類和其派生類來實現的。

WaitHandle類提供WaitOne()和WaitAny()方法，它們都可以讓一個線程等待某個事件，直到該事件發生或超時。WaitOne()方法會等待一個WaitHandle對象的信號，並且支持超時；WaitAny()方法會等待多個WaitHandle對象中的任意一個被信號激活，並且支持超時。

在具體的應用場景中，我們可以使用ManualResetEvent、AutoResetEvent、CountdownEvent和SemaphoreSlim等類來創建WaitHandle對象。

二、ManualResetEvent和AutoResetEvent

ManualResetEvent和AutoResetEvent都是WaitHandle的派生類，它們可以用於線程等待。在 ManualResetEvent 中，線程會一直等待直到該事件被信號激活。而在 AutoResetEvent 中，線程會等待事件被信號激活一次，然後自動重置，以便於下次被信號激活。

下面是使用ManualResetEvent實現線程等待的代碼示例：

ManualResetEvent event1 = new ManualResetEvent(false);

ThreadPool.QueueUserWorkItem(state =>
{
    Console.WriteLine("Thread 1 is running");
    Thread.Sleep(1000);
    Console.WriteLine("Thread 1 set the event");
    event1.Set();
});

Console.WriteLine("Main thread is waiting for event");
event1.WaitOne();
Console.WriteLine("Main thread received event");

上述示例使用ManualResetEvent實現了一個線程等待的功能。在主線程中，首先創建了一個ManualResetEvent對象，並且初始化為未激活狀態。然後開啟一個新的線程，在該線程中等待1秒鐘，並且在1秒鐘後激活ManualResetEvent對象。在主線程中調用event1.WaitOne()方法等待事件的激活，直到該事件被激活後，主線程才會繼續執行。

三、CountdownEvent和SemaphoreSlim

CountdownEvent和SemaphoreSlim也是WaitHandle的派生類。CountdownEvent可以用來等待一組操作完成，而SemaphoreSlim可以用來控制同時執行的線程數量。

下面是使用CountdownEvent實現線程等待的代碼示例：

CountdownEvent countdown = new CountdownEvent(3);

for (int i = 1; i 
    {
        Console.WriteLine($"Thread {i} is running");
        Thread.Sleep(1000);
        Console.WriteLine($"Thread {i} is done");
        countdown.Signal();
    });
}

countdown.Wait();
Console.WriteLine("All threads are done");

上述示例使用CountdownEvent實現了同時等待多個線程完成的功能。首先創建了一個CountdownEvent對象，並且把初始計數器設置為3。然後開啟三個新的線程，在每個線程中等待1秒鐘，並且在1秒鐘後為CountdownEvent對象計數。在主線程中調用countdown.Wait()方法等待所有的線程完成，並且在所有線程完成後繼續執行。

下面是使用SemaphoreSlim實現控制線程數量的代碼示例：

SemaphoreSlim semaphore = new SemaphoreSlim(3);

for (int i = 1; i 
    {
        await semaphore.WaitAsync();
        Console.WriteLine($"Thread {i} start");
        Thread.Sleep(1000);
        Console.WriteLine($"Thread {i} end");
        semaphore.Release();
    });
}

上述示例使用SemaphoreSlim實現了在同一時間內只允許3個線程同時執行的功能。首先創建了一個SemaphoreSlim對象，並且初始計數器設置為3。然後使用ThreadPool開啟5個新的線程，在每個線程中等待SemaphoreSlim對象信號，當計數器大於0時，線程可以執行，並且計數器會減1。在線程執行完畢後，計數器會加1，以便於其他線程可以繼續執行。