多线程深入探索：构建高级生产者-消费者队列

"本文深入探讨了多线程编程中的生产者-消费者队列模型，通过使用Wait和Pulse方法来创建一个支持多个消费者的版本。这个队列允许每个消费者在线程中独立运行，确保了任务的并发处理。文章还介绍了如何使用Thread数组跟踪线程状态，以便在所有工作线程完成后关闭队列。此外，使用Action委托来表示任务，并使用Queue<T>存储待处理的任务。" 在多线程编程中，生产者-消费者模型是一种常见的设计模式，用于协调生产数据的线程（生产者）与消费数据的线程（消费者）之间的交互。在本文中，作者将之前基于AutoResetEvent的实现升级，改用Wait和Pulse机制，这提供了更灵活的控制和更高的并发性能。 首先，作者使用`Thread[] _workers`数组来存储消费者线程实例，这样可以在需要时跟踪和管理这些线程。当所有工作线程完成任务后，可以通过检查这个数组的状态来安全地关闭队列。 每个消费者线程执行名为`Consume`的方法，该方法通常包含一个无限循环，用来不断检查是否有新的任务需要处理。在创建队列时，会通过一个`for`循环启动指定数量的消费者线程，例如： ```csharp public PCQueue(int workerCount) { _workers = new Thread[workerCount]; for (int i = 0; i < workerCount; i++) (_workers[i] = new Thread(Consume)).Start(); } ``` 任务的表示方式从之前简单的字符串转变为Action委托，Action是一个无参数无返回值的委托类型，可以封装任何不带参数且无返回值的方法。这样，我们可以将任何方法包装成Action并放入队列中，如： ```csharp Queue<Action> _itemQ = new Queue<Action>(); // 存储任务的队列 ``` 在实际的EnqueueItem和Consume方法中，作者会使用`lock`关键字和Monitor类的Wait和Pulse方法来同步对队列的访问，确保线程安全。当生产者添加任务到队列时，如果有消费者等待（即队列为空），会调用Pulse唤醒一个等待的消费者；反之，消费者从队列中取出任务后，如果队列为空，会调用Wait进入等待状态，直到生产者添加新任务并Pulse。 在关闭队列时，可以通过向队列中添加null值来通知所有消费者停止工作。然后，如果需要等待所有工作线程完成，可以通过遍历_thread数组并调用Join方法来实现。 总结来说，这篇文章深入剖析了多线程环境下的生产者-消费者队列实现，讲解了Wait和Pulse的使用，以及如何利用Action委托和Queue<T>数据结构来管理和调度任务。这种模型在并发编程中非常常见，适用于需要异步处理大量数据的场景，如网络服务、数据库操作或大型计算任务等。