C#定时信号量同步两个线程和单个输出缓冲区

Question

添加前言

在这里我想更好地解释一下我的应用场景。

我需要一个 windows 服务来将 SerialPort“转换”为 TCPPort。例如，假设我有一个串行票据打印机连接到原始 ascii 流的 COM 端口，我想通过网络的 TCP 套接字访问它。结果应该是串行打印机变成了网络打印机，我的服务应该link many tcp sockets to com port.

这是方案：

主要问题是 COM 端口有一个唯一的连接，但在这里我可以有许多来自网络客户端的同时连接。我需要同步写入 COMport 并从 COMport 获取输出并将其复制到所有连接的 TCP 客户端。

使用 TCP 连接时，我不知道写入流何时真正关闭，因为网络客户端可以在不关闭其连接的情况下发送打印作业，并在一段时间后发送另一个作业。串行打印机是内联打印机，没有 start/end 命令，它可以简单地接收 ascii 字符，它们是按接收顺序排列的打印机。这是因为我需要确保网络输入不会被混合，并且我想要一个计时器，它可以在释放同步写锁之前理解作业真的结束了。

原始问题

我有两个线程：A、B。

两个线程都必须通过 WriteToOutput() 方法写入单个输出缓冲区，我想确保如果 A 和 B 想同时写入输出。首先我需要一个简单的信号量：

private object locker = new object();

public void WriteToOutput(byte[] threadBuffer)
{
    lock (locker)
    {
        //... copy threadBuffer to outputBuffer
    }
}

但是我需要更安全地划分输出，因为线程可以清空其缓冲区，但它可以在锁释放后立即填充。

所以在并发的情况下如果线程A获得了锁，我想等待第二个线程B一段时间，让我们说一个 1s 的滴答声。如果此时线程A想再写点东西，它有优先权，B还要再等tick。如果A线程n个tick都没有写，那么它真的可以释放锁，B线程可以拿到锁。

Answer 1

仅供更正 - 那是监视器，不是信号量。

至于其余部分，这听起来像是一种奇怪的多线程设计，而且它会变得脆弱且不可靠。明确表示何时可以安全地释放共享资源 - 依赖任何类型的同步时间都是一个糟糕的主意。

问题是WriteToOutput方法显然不是同步的好点！如果您需要确保来自同一个线程的多个写入被序列化，您需要将同步点移到其他地方。或者，传递一个 Stream 而不是 byte[]，并读取它直到它在锁内关闭 - 这将有效地做同样的事情，将责任转移给被调用者。只要确保你不会因为忘记关闭流而永远锁定它 :) 另一种选择是使用 BlockingCollection<byte[]>。当我们真的不知道你实际上 想做什么时，很难说什么是最好的选择。

编辑：

好吧，串口通信大概是我能想到的唯一正确使用时序的方法了。当然，在非实时系统上处理通信也可能有点棘手。

解决此问题的最佳方法是为您对串行端口的所有访问提供一个端点，该端点将处理通信和同步。无需从其他线程调用该方法，您只需 post 端点将读取的数据。但是，这需要您有一种识别其他线程的方法——我不确定您是否有类似的东西（也许是 TCP 套接字的 EndPoint？）。 最简单的 方法是使用 BlockingCollection:

private readonly object _syncObject = new object();
public void SendData(BlockingCollection<byte[]> data)
{
  lock (_syncObject)
  {
    byte[] buffer;

    while (data.TryTake(out buffer, TimeSpan.FromSeconds(1)))
    {
      // Send the data
    }
  }
}

这将继续从队列中读取和发送数据，只要它最多可以在第二个长周期内获得另一个缓冲区 - 如果花费超过一秒，该方法将退出并且另一个线程将有一个机会.

在套接字接收线程中，您将声明阻塞集合 - 这将根据您对接收代码的实现而有所不同。如果每个不同的套接字都有一个 some class 的实例，则可以将其声明为实例字段。如果没有，您可以使用 ThreadLocal。 这假设您正在使用手动线程，每个插槽一个线程 - 如果不是，您将需要不同的存储空间。

private readonly BlockingCollection<byte[]> _dataQueue = new BlockingCollection<byte[]>();

private void ReceiveHandler(byte[] data)
{
  // This assumes the byte array passed is already a copy
  _data.Add(data);
  SendData(_dataQueue);
}

这绝对不是处理这个问题的最佳方法，但它肯定是我现在能想到的最简单的方法——它几乎没有任何代码，而且它只使用 lock 和 BlockingCollection .

Answer 2

我会看看 ReaderWriterLockSlim。

https://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.threading.readerwriterlockslim(v=vs.110).aspx

C#定时信号量同步两个线程和单个输出缓冲区

C# timed sempahore to syncronize two threads and a single output buffer

c#

multithreading

semaphore

timer