C# 如何在多线程应用程序中实现顺序阻塞行为

Question

我正在编写一个应模拟 PLC 行为的应用程序。这意味着我必须运行多个线程以确保一次只有一个线程处于活动状态，而所有其他线程都被挂起。例如：

线程 1 每 130 毫秒重复一次并阻塞所有其他线程。有效运行时间为30ms，线程重启前剩余的100ms可以被其他线程使用。
线程2每300ms重复一次，阻塞除线程1以外的所有线程。有效运行时间为50ms（剩余的250ms可以被其他线程使用）。线程 2 暂停，直到线程 1 完成执行代码（线程 1 剩余的 100 毫秒），一旦线程 1 休眠，它从暂停的地方恢复
线程 3 每 1000 毫秒重复一次。有效运行时间为100ms。只有当所有其他线程都挂起时，该线程才会继续执行。

最高优先级是在任务被再次调用之前完成，否则我必须做出反应，所以应该阻塞的线程不要运行到某个点，否则多核处理会详细说明代码，只等待通过结果。

我读了几篇文章，了解到 Thread.suspend 不被推荐，信号量或监视器操作意味着代码一直执行到代码中的特定固定点，而我必须暂停线程恰好在当另一个线程（具有更高 "priority"）被调用时，执行已经到来。

我也查看了优先级设置，但它似乎不是 100% 相关，因为系统可以覆盖优先级。

是否有正确或至少可靠的方法来编写阻塞机制？

Answer 1

希望我不会误解你的问题:)

您的问题的一种可能是使用并发队列：https://msdn.microsoft.com/de-de/library/dd267265(v=vs.110).aspx

例如，您创建一个枚举来控制您的状态并初始化队列：

 private ConcurrentQueue<Action> _clientActions ;
     private enum Statuskatalog
      {
           Idle,
           Busy
       };

创建一个计时器以启动并创建一个 timerfunktion。

Timer _taskTimer = new Timer(ProcessPendingTasks, null, 100, 333);



private void ProcessPendingTasks(object x)
         {
           _status = Statuskatalog.Busy;
             _taskTimer.Change(Timeout.Infinite, Timeout.Infinite);
             Action currentTask;
             while( _clientActions.TryDequeue( out currentTask ))
             {
                 var task = new Task(currentTask);
                 task.Start();         
                 task.Wait();
             }

         _status=Statuskatalog.Idle;
         }

现在您只需将您的任务作为委托添加到队列中：

_clientActions.Enqueue(delegate { **Your task** });
            if (_status == Statuskatalog.Idle) _taskTimer.Change(0, 333);

在此基础上，您可以管理您提出的特殊要求。

希望这是您要搜索的内容。

Answer 2

我认为您根本不需要为 Thread 增加负担。相反，您可以将 Task 与优先级 TaskScheduler 一起使用（编写或通过谷歌搜索并不难找到）。

这使得代码很容易编写，例如最高优先级的线程可能是这样的：

while (!cancellationRequested)
{
  var repeatTask = Task.Delay(130);

  // Do your high priority work      

  await repeatTask;
}

您的其他任务将具有类似的基本布局，但它们在任务调度程序中的优先级较低（这通常由任务调度程序处理，每个任务优先级都有一个单独的队列）。偶尔，他们可以检查是否有更高优先级的任务，如果有，他们可以做await Task.Yield();。事实上，在你的情况下，你似乎甚至不需要真正的队列——这让这变得更容易，甚至更好，让你真正有效地使用 Task.Yield。

最终结果是所有三个周期性任务都在单个线程上高效运行（如果它们都在等待，甚至根本没有线程）。

当然，这确实依赖于协作式多任务处理。像 Windows 上的抢占一样处理完全实时是不可能的 - 部分抢占解决方案往往充满问题。如果您可以控制任务中花费的大部分时间（并使用异步 I/O 卸载任何其他工作），合作解决方案实际上效率更高，并且可以减少延迟（尽管它真的应该没什么大不了的）。

C# 如何在多线程应用程序中实现顺序阻塞行为

C# how to achive sequential blocking behavior in multithread application

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