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using System;
using System.Threading;

public class MonitorSample
{
    public static void Main(String[] args)
    {
        int result = 0;
        //一个标志位，如果是0表示程序没有出错，如果是1表明有错误发生
        Cell cell = new Cell();

        //下面使用cell初始化CellProd和CellCons两个类，生产和消费次数均为20次
        CellProd prod = new CellProd(cell, 20);
        CellCons cons = new CellCons(cell, 20);

        Thread producer = new Thread(new ThreadStart(prod.ThreadRun));
        Thread consumer = new Thread(new ThreadStart(cons.ThreadRun));
        //生产者线程和消费者线程都已经被创建，但是没有开始执行 

        try
        {
            producer.Start();
            consumer.Start();

            producer.Join();
            consumer.Join();
            Console.ReadLine();
        }
        catch (ThreadStateException e)
        {
            //当线程因为所处状态的原因而不能执行被请求的操作
            Console.WriteLine(e);
            result = 1;
        }
        catch (ThreadInterruptedException e)
        {
            //当线程在等待状态的时候中止
            Console.WriteLine(e);
            result = 1;
        }
        //尽管Main()函数没有返回值，但下面这条语句可以向父进程返回执行结果
        Environment.ExitCode = result;
    }
}

public class Cell
{
    int cellContents; // Cell对象里边的内容
    bool readerFlag = false; // 状态标志，为true时可以读取，为false则正在写入
    public int ReadFromCell()
    {
        lock (this) // Lock关键字保证了什么，请大家看前面对lock的介绍
        {
            if (!readerFlag)//如果现在不可读取
            {
                try
                {
                    //等待WriteToCell方法中调用Monitor.Pulse()方法
                    Monitor.Wait(this);
                }
                catch (SynchronizationLockException e)
                {
                    Console.WriteLine(e);
                }
                catch (ThreadInterruptedException e)
                {
                    Console.WriteLine(e);
                }
            }
            Console.WriteLine("Consume: {0}", cellContents);
            readerFlag = false; //重置readerFlag标志，表示消费行为已经完成
            Monitor.Pulse(this); //通知WriteToCell()方法（该方法在另外一个线程中执行，等待中）
        }
        return cellContents;
    }

    public void WriteToCell(int n)
    {
        lock (this)
        {
            if (readerFlag)
            {
                try
                {
                    Monitor.Wait(this);
                }
                catch (SynchronizationLockException e)
                {
                    //当同步方法（指Monitor类除Enter之外的方法）在非同步的代码区被调用
                    Console.WriteLine(e);
                }
                catch (ThreadInterruptedException e)
                {
                    //当线程在等待状态的时候中止 
                    Console.WriteLine(e);
                }
            }
            cellContents = n;
            Console.WriteLine("Produce: {0}", cellContents);
            readerFlag = true;
            Monitor.Pulse(this); //通知另外一个线程中正在等待的ReadFromCell()方法
        }
    }
}

public class CellProd
{
    Cell cell; // 被操作的Cell对象
    int quantity = 1; // 生产者生产次数，初始化为1 

    public CellProd(Cell box, int request)
    {
        //构造函数
        cell = box;
        quantity = request;
    }
    public void ThreadRun()
    {
        for (int looper = 1; looper <= quantity; looper++)
            cell.WriteToCell(looper); //生产者向操作对象写入信息
    }
}

public class CellCons
{
    Cell cell;
    int quantity = 1;

    public CellCons(Cell box, int request)
    {
        cell = box;
        quantity = request;
    }
    public void ThreadRun()
    {
        int valReturned;
        for (int looper = 1; looper <= quantity; looper++)
            valReturned = cell.ReadFromCell();//消费者从操作对象中读取信息
    }
}