从一个线程读取变量并从另一个线程写入的正确方法？

Posted 2023-02-22

【中文标题】从一个线程读取变量并从另一个线程写入的正确方法？

【英文标题】：Proper way to read variable from one thread and write from another?

【发布时间】：2019-11-02 10:22:38

【问题描述】：

我正在尝试创建一个具有 2 个线程的应用程序。在主线程中我有一个变量（Int32），我只能从主线程中读取。

现在我有另一个线程在循环运行，只要程序正在运行，这个线程就会创建一个“心跳”，当达到某个点时，我想更新上面所说的变量。变量只从这个心跳线程写入，从不从任何其他线程写入。

为了保持精度（QueryPerformanceCounter 级别），我想避免心跳线程上任何可能的阻塞。

这是一个简化版：

using System;
using System.Threading;

namespace ConsoleApp2

    class Program
    
        static int Interval = 0;

        static void Heartbeat()
        
            int counter = 0;
            while (counter < 100) 
                counter++;
                Console.WriteLine($"Heartbeat : counter");
                if (counter % 10 == 0) 
                    Interval = counter;
                
                Thread.Sleep(100);
            
        

        static void Main(string[] args)
        
            Thread heartbeat = new Thread(Heartbeat);
            heartbeat.Start();

            while (Interval < 100) 
                Console.WriteLine($"Interval  : Interval");
                Thread.Sleep(100);
            

            Console.ReadLine();
        
    

它运行，但我想知道我的做法是否正确。如果不是，我应该如何改进它？

总结：

Interval仅由主线程读取。 Interval仅由Heartbeat 线程修改。 我想避免对Heartbeat 线程的任何阻塞，最好不要阻塞主线程。

编辑：

我刚刚意识到我在Heartbeat() 中使用while 块读取Interval，所以我将它从while (Interval < 100) 更改为while (counter < 100)

编辑2：

上面的代码是一个非常简化的版本，真正的代码有点乱，我认为发布所有的 API 部分对这个问题没有帮助。

我不需要在 Interval 更新后立即执行某些操作。它更有可能在每个循环中只读取一次，如下所示：

int interval;
while (Interval < 100 /* I could use some other condition not invoving Interval */ ) 
    interval = Interval;
    // all usage of "Interval" from this point would use the value read in interval
    Console.WriteLine($"Interval  : interval");
    Thread.Sleep(100);

只要在主线程中读取的值是合法值（在Heartbeat 线程中计算）而不是其他值，我就可以接受。例如，如果值在我为这个循环读取它的同时更新，那么获取旧值或新值是可以的，只要它不是某个无礼的值。 （如果它读取旧值，它会在下一个循环中读取新值，对吗？）

【问题讨论】：

这感觉像是 X-Y 问题。你到底想用这两个线程做什么？

@AKX 我正在尝试编写一个简单的游戏，主线程将是我的游戏循环，我希望有第二个线程来跟踪 VBlank 何时发生（@987654336 @，它阻塞所以我必须使用另一个线程）所以我可以计算出准确的刷新率。我的显示器说它是 60Hz，但实际上它大约是 59.920Hz，用 UFO TEST 测试过

无争议的lock 花费大约 20 纳秒的 CPU 时间。这对您的心跳线程来说是否有太多延迟？

@TheodorZoulias 请阅读我更新的问题，对于我的用例，我可以不使用它吗？使用lock 有什么好处/缺点？ （主线程中的循环运行次数与 FPS 一样多，例如，如果游戏以 120FPS 运行，它将每秒循环 120 次，每个循环将读取一次 Interval。）

Interlocked Class

【参考方案1】：

即使没有阻塞和非常短的工作，您的计时器线程也会出现滑点，因为它的工作时间不是 0。我认为使用计时器会更好。

请参阅Timer Class 已在内置的多线程设置中运行。

基于服务器的 System.Timers.Timer 类设计用于多线程环境中的工作线程。服务器计时器可以在线程之间移动以处理引发的 Elapsed 事件，从而在按时引发事件方面比 Windows 计时器更准确。

和

如果 SynchronizingObject 属性为 null，则在 ThreadPool 线程上引发 Elapsed 事件。如果 Elapsed 事件的处理持续时间超过 Interval，则该事件可能会在另一个 ThreadPool 线程上再次引发。在这种情况下，事件处理程序应该是可重入的。

最后：

提示

请注意，.NET 包含四个名为 Timer 的类，每个类都提供不同的功能：

System.Timers.Timer（本主题）：定期触发事件。该类旨在用作多线程环境中的基于服务器或服务组件；它没有用户界面，在运行时不可见。 System.Threading.Timer：定期在线程池线程上执行单个回调方法。回调方法是在定时器实例化时定义的，不能更改。与 System.Timers.Timer 类一样，此类旨在用作多线程环境中的基于服务器或服务组件；它没有用户界面，在运行时不可见。 System.Windows.Forms.Timer（仅限 .NET Framework）：定期触发事件的 Windows 窗体组件。该组件没有用户界面，设计用于单线程环境。 System.Web.UI.Timer（仅限 .NET Framework）：定期执行异步或同步网页回发的 ASP.NET 组件。

【讨论】：

我上面贴的代码是一个非常简化的版本（完整的代码是一团糟...） Interval 已更新。我将编辑问题以添加更多信息。