C# ManualResetEvent 类 使用详解

总目录

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前言

ManualResetEvent 是 C# 中用于线程同步的核心类之一，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。与 AutoResetEvent 不同，ManualResetEvent 在被触发后会保持信号状态，直到显式地调用 Reset() 方法将其重置为非信号状态。这种特性使得它适用于需要广播多个线程的场景。

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一、核心概念

• 作用：通过信号机制控制线程的执行，允许一个或多个线程等待某个事件完成。
• 信号状态 ：
  • 有信号（Signaled） ：所有调用 WaitOne() 的线程不会被阻塞。
  • 无信号（Non-signaled） ：所有调用 WaitOne() 的线程会被阻塞，直到调用 Set()。
• 手动重置 ：
  • 调用 Set() 后，事件保持有信号状态，需显式调用 Reset() 才能恢复无信号状态。
  • 意味着可以释放多个等待的线程。

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 manualEvent = new ManualResetEvent(initialState: false); // 初始无信号

• 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

方法	作用
Set()	将事件设为有信号状态，释放所有等待线程。
Reset()	将事件设为无信号状态，后续的 WaitOne() 会阻塞。
WaitOne()	阻塞当前线程，直到事件变为有信号状态。可以指定超时时间
Dispose()	释放资源（继承自 WaitHandle）。

三、 示例

示例 1：单线程等待事件

using System.Threading;

class Program
{
    static ManualResetEvent manualEvent = new ManualResetEvent(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");
        manualEvent.Set(); // 释放工作线程
    }

    static void DoWork()
    {
        Console.WriteLine("工作线程等待信号...");
        manualEvent.WaitOne(); // 阻塞直到信号触发
        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：广播多个线程

static ManualResetEvent manualEvent = new ManualResetEvent(false);

static void Main()
{
    // 启动3个等待线程
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        new Thread(() => 
        {
            manualEvent.WaitOne();
            Console.WriteLine($"线程 {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId} 被唤醒");
        }).Start();
    }

    // 主线程触发广播
    Thread.Sleep(2000);
    manualEvent.Set(); // 所有等待线程同时释放
    manualEvent.Reset(); // 重置为无信号，后续新线程需要重新等待
}

输出：

线程 4 被唤醒
线程 5 被唤醒
线程 6 被唤醒

四、与 AutoResetEvent 的区别

1. 区别

特性	ManualResetEvent	AutoResetEvent
重置方式	需显式调用 Reset()	调用 Set() 后自动重置
唤醒线程数量	唤醒所有等待线程	每次 Set() 仅唤醒一个线程
适用场景	广播通知（如初始化完成、批量任务开始）	严格交替执行（如生产者-消费者模型）

2. 示例

• AutoResetEvent 示例

class Program
{
    // 线程通知
    private static AutoResetEvent resetEvent = new AutoResetEvent(false);

    static void Main(string[] args)
    {
        // 创建线程
        Thread worker = new Thread(DoWork);
        worker.Start();

        // 用于不断向另一个线程发送信号
        while (true)
        {
            Console.ReadKey();
            resetEvent.Set();           // 按下任意键，将事件设为有信号状态，释放等待线程。
        }
    }

    public static void DoWork()
    {
        Console.WriteLine("① 等待中，请发出信号允许我运行");
        resetEvent.WaitOne();

        Console.WriteLine("② 等待中，请发出信号允许我运行");

        resetEvent.WaitOne();
        Console.WriteLine("③ 等待中，请发出信号允许我运行");

        // ...

        Console.WriteLine("线程结束");
    }
}

输出：按下任意键，按一下输出一下内容

① 等待中，请发出信号允许我运行
② 等待中，请发出信号允许我运行
③ 等待中，请发出信号允许我运行
线程结束

• ManualResetEvent 示例

class Program
{
    private static ManualResetEvent resetEvent = new ManualResetEvent(false);
    static void Main(string[] args)
    {
        // 创建线程
        Thread worker = new Thread(DoWork);
        worker.Start();
        // 用于不断向另一个线程发送信号
        while (true)
        {
            Console.ReadKey();
            resetEvent.Set();          // 按下任意键，将事件设为有信号状态，释放【所有】等待线程。
        }
    }

    public static void DoWork()
    {
        Console.WriteLine("等待中，请发出信号允许我运行");
        resetEvent.WaitOne();

        // 后面的都无效，线程会直接跳过而无需等待
        Console.WriteLine("等待中，请发出信号允许我运行");
        resetEvent.WaitOne();
        Console.WriteLine("等待中，请发出信号允许我运行");
        resetEvent.WaitOne();
        Console.WriteLine("等待中，请发出信号允许我运行");
        resetEvent.WaitOne();
        Console.WriteLine("等待中，请发出信号允许我运行");
        resetEvent.WaitOne();
        Console.WriteLine("等待中，请发出信号允许我运行");
        resetEvent.WaitOne();
        Console.WriteLine("线程结束");
    }
}

输出：按下任意键，直接输出所有内容

等待中，请发出信号允许我运行
等待中，请发出信号允许我运行
等待中，请发出信号允许我运行
等待中，请发出信号允许我运行
等待中，请发出信号允许我运行
等待中，请发出信号允许我运行
线程结束

• AutoResetEvent 在 WaitOne() 方法等待信号完毕后，会自动重置为无信号状态，相当于高速收费站自动闸门，一辆车过去后，机器自动关闸。

• ManualResetEvent 相当于人工闸门，打开后需要人工关闭闸门，不然的话闸门会一直处于打开状态。

• ManualResetEvent 主要用于更加灵活的线程信号传递场景。

五、高级用法

1. 超时等待

bool signaled = manualEvent.WaitOne(TimeSpan.FromSeconds(3));
if (!signaled)
{
    Console.WriteLine("等待超时");
}

六、注意事项

1. 资源释放：

• 使用 Dispose() 或 using 块释放资源，避免句柄泄漏。

using (var manualEvent = new ManualResetEvent(false))
{
    // 使用 manualEvent
}

2. 避免死锁：

• 确保 Set() 和 Reset() 的调用逻辑合理，避免线程永久阻塞。
• 示例：忘记调用 Set() 或 Reset()。

3. 线程安全：

• 多线程环境下，确保对 Set() 和 Reset() 的调用是线程安全的。

七、替代方案

• ManualResetEventSlim：轻量级版本，性能更高（适合短期等待）。
• Semaphore/SemaphoreSlim：控制并发线程数量。
• TaskCompletionSource：基于任务的异步模式（TAP）。

八、常见问题

1. 问题：忘记调用 Reset()

• 现象 ：Set() 后事件保持有信号状态，后续所有 WaitOne() 直接通过。
• 解决 ：在需要重新阻塞线程前调用 Reset()。

2. 问题：多次调用 Set()

• 现象 ：无影响，事件已处于有信号状态时，Set() 不会改变状态。

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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：
ManualResetEvent的使用
C# ManualResetEvent 类的用法
C#学习（二十八）------ManualResetEvent的理解和使用
手动线程通知 ManualResetEvent