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Asked:2025-02-28 10:00:33 +0000 UTC2025-02-28 10:00:33 +0000 UTC

多线程程序运行中线程同步方面的问题

  • 772

给出以下问题：从键盘输入组装玩具的机器人数量和要组装的套件数量。玩具组装套件的数量必须至少是机器人数量的100倍。每个机器人在一定时间内组装一个玩具，落在用户从键盘输入的范围内（用随机数替换）。一旦玩具组装完毕，机器人就会拿出一套新的套件来组装玩具，直到所有套件都组装完毕。每个机器人在单独的线程中工作。在 WinForms 中工作。

为此，创建了此代码：

public bool stop;
List<Thread> threads = new List<Thread>();
int[] robots;
int numberSets = 0;
Random random = new Random();
object locker = new object();

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    if (Convert.ToInt32(numberRobots.Text) * 100 <= Convert.ToInt32(numberSet.Text))
    {
        robots = new int[Convert.ToInt32(numberRobots.Text)];
        for (int i = 0; i < Convert.ToInt32(numberRobots.Text); i++)
        {
            robots[i] = i + 1;
        }
        for (int i = 0; i < Convert.ToInt32(numberRobots.Text); i++)
        {
            threads.Add(new Thread(new ParameterizedThreadStart(CreatSet)));
            threads[i].Name = $"Робот {i + 1}";
            threads[i].Start(Convert.ToInt32(robots[i]));
        }
    }

    else
    {
        Console.WriteLine("Неправильно!");
    }
}

public void CreatSet(object obj)
{

    int numberRobot = (int)obj;

    while (numberSets != Convert.ToInt32(numberSet.Text))
    {
        int tsb = random.Next(50, 100);
        numberSets++;
        lock (locker)
        {
            var message = $"• {Thread.CurrentThread.Name} начал сбор набора №{numberSets}. Время сбора набора: {tsb} секунд;";
            Invoke((MethodInvoker)delegate
            {
               infAssembly.Items.Add(message);

            });
        }
        var message1 = $"• {Thread.CurrentThread.Name} закончил сбор набора №{numberSets}.";
        Thread.Sleep(tsb);
        Invoke((MethodInvoker)delegate { infAssembly.Items.Add(message1); });

        //Thread.Sleep(random.Next(50, 100));
    }

    var message2 = $"• Наборы для сборки закончились.";
    Invoke((MethodInvoker)delegate { infAssembly.Items.Add(message2); });
}

它似乎可以工作，但是它产生了这样的无意义的结果，即第一个具有同样构建时间的流就完成了。治疗方法是去除lock。但随之而来的是，lock出于某种原因，这是老师要求该程序需要的功能，这与“机器人必须并行工作”这一陈述的逻辑相悖。简而言之，我如何重写程序以使其存在lock，同时它们可以并行工作？

c#

2 个回答

  1. 意见和建议：

    • robots目前还不清楚为什么需要这个数组。它的i第个元素仅仅等于i+1，不需要将该值存储在任何地方。
    • 按下按钮后最好将其禁用，否则可能会再次按下它，一切都会变得完全混乱。并且当线程完成工作后，可以重新启用该按钮。
    • 创建并启动所有线程后，您需要等待它们完成工作，为此创建一个列表threads。您需要以完全相同的方式浏览此列表并对Join()每个流执行此操作。
    • 目前尚不清楚为什么对流使用列表并对robots流使用数组。假设您以几乎相同的方式使用它们 - 通过索引进行访问，并具有预先知道的元素数量。这再次表明您不知道集合的用途，并且随机使用它们。
    • 在锁定下，您需要对线程之间共享的共享变量（和集合，如果有）进行更改。在这种情况下，您不需要锁来使用它Invoke（更改元素UI），您将始终处于主线程中UI。
    • 阻塞应该在尽可能短的时间内以尽可能最小的代码片段来完成。因此，不要“将整个周期塞进其中”。仅将实际需要锁的代码放置在锁内。也就是说，与共享线程变量一起工作的代码。循环本身不使用这样的变量，它有自己的循环变量。
    • 没有必要在循环的每次迭代时进入UI并转换值Convert.ToInt32(numberSet.Text)，最好在按下按钮后立即执行此转换，并将结果放入然后在循环中使用的变量中。
    • 好吧，为了避免阻塞整个循环，请创建另一个循环，以便将阻塞集中在一个地方：
        while (true)
    {
        lock (locker)
        {
            if(numberSets >= здесь_заранее_сконвертированная_переменная)
                 break;
            numberSets++;
        }
        ...
    • 是的，您还需要记住numberSets局部变量中更改的值，以便您可以以其当前形式输出它，而不会被其他线程更改。再说一遍，这样您就不必将它包装在lock一堆没有它也能正常工作的代码中。
    • 0
  2. Best Answer

    很多不必要的东西：

    • 这里不需要数组robots——你不需要它
    • 这里不需要列表threads——你不需要它

    这是我的版本

    private readonly Random random = new Random();
private readonly object locker = new object();
private int totalSets = 0;
private int completedSets = 0;

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    int robots = int.Parse(numberRobots.Text);
    totalSets = int.Parse(numberSet.Text);
    completedSets = 0;

    if (robots * 100 >= totalSets) // здесь у вас была ошибка в условии
    {
        for (int i = 0; i < robots; i++)
        {
            Thread robot = new Thread(RunRobot);
            robot.Name = $"Робот {i + 1}";
            robot.Start();
        }
    }
    else
    {
        MessageBox.Show("Слишком мало наборов!");
    }
}

// этот метод нельзя вызывать из UI потока и не стоит вызывать под локом
private void SendMessage(string message)
{
    Invoke((MethodInvoker)delegate
    {
        infAssembly.Items.Add(message);
    });
}

private void RunRobot()
{
    while (true)
    {
        int currentSet; // <-- вот решение вашей проблемы, надо запоминать локально номер набора
        lock (locker)
        {
            if (completedSets >= totalSets)
            {
                break;
            }
            completedSets++;
            currentSet = completedSets;
        }

        int tsb = random.Next(50, 100);
        SendMessage($"• {Thread.CurrentThread.Name} начал сбор набора №{currentSet}.");
        Thread.Sleep(tsb);
        SendMessage($"• {Thread.CurrentThread.Name} закончил сборку набора №{currentSet} за {tsb} миллисекунд.");
    }

    SendMessage($"• {Thread.CurrentThread.Name} закончил работу.");
}

    始终追求代码的简单性。如果您不确定是否需要某个数组，请不要创建它。对重复的代码片段使用单独的方法。使用变量避免重复相同的操作。

    • 0

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