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总目录

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前言

在C#中，AutoResetEvent 是一个用于线程同步的关键类，它位于 System.Threading 命名空间下。它的核心功能是通过信号机制控制线程的执行顺序，允许一个或多个线程等待某个信号后再继续运行。常用于需要线程间通信的场景。

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一、核心概念

• 作用：
  • AutoResetEvent 是一种同步原语，用于在多线程环境中实现线程间的等待和通知
  • 通知等待的线程某个事件已发生（如资源就绪、操作完成）。
• 信号状态：
  • 有信号（Signaled）：线程调用 WaitOne() 不会被阻塞。
  • 无信号（Non-signaled）：线程调用 WaitOne() 会被阻塞，直到信号触发。
• 自动重置：
  • 当一个等待线程被释放后，AutoResetEvent 会自动将状态重置为非信号状态（即非触发状态）。这意味着每次仅允许一个等待线程继续执行。

本文中所描述的 有信号状态、终止状态、触发状态 意义相同，都是同一种状态的不同名称

二、基本用法

1. 构造函数

var autoEvent = new AutoResetEvent(initialState: false); // 初始无信号/或称 未触发

• initialState：初始化是否为有信号状态（true 表示有信号/或称 已触发，则线程一开始是无需等待信号的）。

2. 关键方法

• WaitOne()：阻塞当前线程，直到事件变为有信号。可以指定超时时间。

  autoEvent.WaitOne(); // 阻塞直到信号触发
  

  • 如果 AutoResetEvent 已经处于有信号状态，那么线程调用 WaitOne() 不会再起阻塞线程的作用。除非调用Reset() 。
• Set()：将事件设置为有信号状态（释放一个等待线程）。

  autoEvent.Set(); // 发送信号，唤醒一个等待线程
  

  • 当调用 Set() 时，若有线程在等待，会释放一个线程并自动重置为无信号状态。
  • 若调用 Set() 时没有线程等待，事件保持有信号状态，直到后续的 WaitOne() 调用自动消费信号并重置。
• Reset()：将事件设置为无信号状态

  autoEvent.Reset(); 
  

  • 手动 Reset() 的用途：
    • 强制将事件设置为无信号状态，无论当前是否有线程在等待。
    • 确保下一轮的 WaitOne() 必须等待对方的信号，避免因事件残留信号导致逻辑错误。

注意：

• 有信号和无信号状态指的是AutoResetEvent的状态，而不是线程的状态
• 如果多次调用 Set() 的时间间隔过短，如果第一次 Set() 还没有结束(信号发送需要处理时间)，那么第二次 Set() 可能无效(不起作用)。

三、 示例

示例 1：线程等待主线程信号

using System.Threading;class Program
{static AutoResetEvent autoEvent = new AutoResetEvent(false);static void Main(){Thread worker = new Thread(DoWork);worker.Start();// 主线程触发信号Thread.Sleep(2000);Console.WriteLine("主线程发送信号");autoEvent.Set(); // 唤醒工作线程}static void DoWork(){Console.WriteLine("工作线程等待信号...");autoEvent.WaitOne(); // 阻塞直到信号到来Console.WriteLine("工作线程继续执行");}
}

输出

工作线程等待信号...
主线程发送信号
工作线程继续执行

示例 2：主线程等待工作线程信号

using System;
using System.Threading;class Program
{static AutoResetEvent _autoResetEvent = new AutoResetEvent(false);static void Main(string[] args){// 启动一个新线程Thread t = new Thread(Work);t.Start();Console.WriteLine("主线程等待...");// 主线程等待_autoResetEvent.WaitOne();Console.WriteLine("主线程继续执行");}static void Work(){Console.WriteLine("工作线程正在工作...");// 模拟一些工作Thread.Sleep(1000);Console.WriteLine("工作完成，通知主线程");// 发送信号，允许等待的线程继续_autoResetEvent.Set();}
}

在这个例子中，主线程调用 _autoResetEvent.WaitOne(); 等待，而工作线程在完成任务后调用 _autoResetEvent.Set(); 通知主线程继续执行。

输出

主线程等待...
工作线程正在工作...
工作完成，通知主线程
主线程继续执行

示例3：线程执行控制

class Program
{// 控制第一个线程// 第一个线程开始时，AutoResetEvent 处于终止状态，无需等待信号private static AutoResetEvent oneResetEvent = new AutoResetEvent(true);// 控制第二个线程// 第二个线程开始时，AutoResetEvent 处于非终止状态，需要等待信号private static AutoResetEvent twoResetEvent = new AutoResetEvent(false);static void Main(string[] args){new Thread(DoOne).Start();new Thread(DoTwo).Start();Console.ReadKey();}public static void DoOne(){while (true){Console.WriteLine("\n① 按下任意键，我就让DoTwo运行");Console.ReadKey();twoResetEvent.Set();oneResetEvent.Reset();// 等待 DoTwo() 给我信号oneResetEvent.WaitOne();Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Green;Console.WriteLine("\n     DoOne() 执行");Console.ForegroundColor = ConsoleColor.White;}}public static void DoTwo(){while (true){Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));// 等待 DoOne() 给我信号twoResetEvent.WaitOne();Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Yellow;Console.WriteLine("\n     DoTwo() 执行");Console.ForegroundColor = ConsoleColor.White;Console.WriteLine("\n② 按下任意键，我就让DoOne运行");Console.ReadKey();oneResetEvent.Set();twoResetEvent.Reset();}}
}

代码分析

• DoOne 线程流程

  • 调用 twoResetEvent.Set()：通知 DoTwo 可以运行。
  • 手动调用 oneResetEvent.Reset()：强制将 oneResetEvent 设为非终止状态。
  • 调用 oneResetEvent.WaitOne()：阻塞等待 DoTwo 的 Set()。

• DoTwo 线程流程

  • 调用 twoResetEvent.WaitOne()：等待 DoOne 的信号。
  • 执行完成后，调用 oneResetEvent.Set()：通知 DoOne 继续。
  • 手动调用 twoResetEvent.Reset()：强制将 twoResetEvent 设为非终止状态。

• 关键点

  • 手动 Reset() 的目的是立即重置事件状态，确保下一轮循环必须严格等待对方的信号。
  • 若省略 Reset()，事件可能残留终止状态，导致 WaitOne() 直接通过，破坏交替逻辑。
  • 必须保留 Reset()：
    • oneResetEvent.Reset() 确保 DoOne 必须等待 DoTwo 的信号。
    • twoResetEvent.Reset() 确保 DoTwo 必须等待 DoOne 的信号。
    • 若省略，残留信号会导致线程间同步失效，破坏交替执行的预期逻辑。

• 省略 Reset() 场景：省略 oneResetEvent.Reset()

  • 假设 DoOne 未调用 oneResetEvent.Reset()：
    • DoOne 调用 twoResetEvent.Set()，通知 DoTwo 运行。
    • DoOne 调用 oneResetEvent.WaitOne()。
      • 若 oneResetEvent 仍为终止状态（例如，DoTwo 在上一轮已调用 Set()），WaitOne() 会直接通过，无需等待。
      • 导致 DoOne 和 DoTwo 同时执行，破坏交替逻辑。

四、高级用法

1. 超时等待

bool signaled = autoEvent.WaitOne(TimeSpan.FromSeconds(5)); // 最多等待5秒
if (!signaled)
{Console.WriteLine("等待超时");
}

2. 多线程竞争

// 多个线程等待同一个事件
for (int i = 0; i < 3; i++)
{new Thread(() => {autoEvent.WaitOne();Console.WriteLine($"线程 {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId} 被唤醒");}).Start();
}// 需要调用 Set() 三次才能唤醒所有线程
autoEvent.Set(); // 唤醒第一个线程
autoEvent.Set(); // 唤醒第二个线程
autoEvent.Set(); // 唤醒第三个线程

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5、 注意事项

1. 资源释放：用完需调用 Dispose() 或使用 using 块（AutoResetEvent 继承自 WaitHandle）。
2. 竞态条件：确保 Set() 和 WaitOne() 的调用顺序合理，避免死锁。
3. 与 ManualResetEvent 的区别：
   • AutoResetEvent 自动重置信号，适合一次唤醒一个线程。
   • ManualResetEvent 需手动调用 Reset()，适合广播多个线程。

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六、替代方案

• ManualResetEventSlim：轻量级版本，性能更优。
• SemaphoreSlim：控制并发访问数量。
• TaskCompletionSource：基于任务的异步模式（TAP）。

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结语

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希望以上内容可以帮助到大家，如文中有不对之处，还请批评指正。

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参考资料：
自动线程通知 AutoResetEvent