VC#中的多線程編程

1、Visual C#中的多線程編程C#是.Net平臺的通用開發(fā)工具，它能夠建造所有的.Net應(yīng)用。在.Net中所有線程都運(yùn)行在應(yīng)用程序域(AppDomain)中，這也許讓你想到Win32進(jìn)程，實(shí)際上它們還是有很大的不同。應(yīng)用程序域提供了一種安全而通用的處理單元，公共語言運(yùn)行庫可使用它來隔離應(yīng)用程序。注意在.Net中應(yīng)用程序的隔離是應(yīng)用程序域而不是進(jìn)程，在單個(gè)進(jìn)程中可以存在幾個(gè)應(yīng)用程序域，而且線程可以跨越應(yīng)用程序域的范圍，某個(gè)線程中的方法可以調(diào)用另一個(gè)線程的方法，這樣的話就不會造成進(jìn)程間調(diào)用或進(jìn)程間切換等方面的額外開銷?？梢哉f應(yīng)用程序域是物理進(jìn)程（也即win32中的Process）內(nèi)的邏輯進(jìn)程。在

2、Visul C#中System.Threading 命名空間提供一些使得可以進(jìn)行多線程編程的類和接口，其中線程的創(chuàng)建有以下三種方法：Thread、ThreadPool、Timer。下面我就它們的使用方法逐個(gè)作一簡單介紹。1 Thread這也許是最復(fù)雜的方法，但它提供了對線程的各種靈活控制。首先你必須使用它的構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)線程實(shí)例，它的參數(shù)比較簡單，只有一個(gè)ThreadStart 委托：C#public Thread(ThreadStart start);然后調(diào)用Start（）啟動它，當(dāng)然你可以利用它的Priority屬性來設(shè)置或獲得它的運(yùn)行優(yōu)先級（enum ThreadPriori

3、ty：  Normal、 Lowest、 Highest、 BelowNormal、 AboveNormal）。見下例：它首先生成了兩個(gè)線程實(shí)例t1和t2，然后分別設(shè)置它們的優(yōu)先級，接著啟動兩線程（兩線程基本一樣，只不過它們輸出不一樣，t1為“1”，t2為“2”，根據(jù)它們各自輸出字符個(gè)數(shù)比可大致看出它們占用CPU時(shí)間之比,這也反映出了它們各自的優(yōu)先級）。 static void Main(string args)     Thread t1 = new Thread(new ThreadStart(Thread1);

4、0;  Thread t2 = new Thread(new ThreadStart(Thread2);   t1.Priority = ThreadPriority.BelowNormal  ;   t2.Priority = ThreadPriority.Lowest ;    t1.Start(); t2.Start();     public static void Thread1()   

5、0;  for (int i = 1; i < 1000; i+)    /每運(yùn)行一個(gè)循環(huán)就寫一個(gè)“1”dosth();    Console.Write("1");        public static void Thread2()      for (int i = 0; i < 1000; i+)    /

6、每運(yùn)行一個(gè)循環(huán)就寫一個(gè)“2”    dosth();    Console.Write("2");       public static void dosth()  /用來模擬復(fù)雜運(yùn)算   for (int j = 0; j < 10000000; j+)           &#

7、160;int a=15;    a = a*a*a*a;     以上程序運(yùn)行結(jié)果為：推薦精選111111111111111111111111111111111111111111211111111111111111111111111111111111111111121111111111111111111111111111111111111111112111111111111111111111111111111111111111111211111111111111111111111111111111111

8、111111121111111111111111111111111111111111111111112  從以上結(jié)果我們可以看出，t1線程所占用CPU的時(shí)間遠(yuǎn)比t2的多，這是因?yàn)閠1的優(yōu)先級比t2的高，若我們把t1和t2的優(yōu)先級都設(shè)為Normal，那結(jié)果是如何？它們所占用的CPU時(shí)間會一樣嗎？是的，正如你所料，見下圖： 12121122121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212

9、1212推薦精選121212121212121212   從上例我們可看出，它的構(gòu)造類似于win32的工作線程，但更加簡單，只需把線程要調(diào)用的函數(shù)作為委托，然后把委托作為參數(shù)構(gòu)造線程實(shí)例即可。當(dāng)調(diào)用Start()啟動后，便會調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)，從那函數(shù)第一行開始執(zhí)行。 接下來我們結(jié)合線程的ThreadState屬性來了解線程的控制。ThreadState是一個(gè)枚舉類型，它反映的是線程所處的狀態(tài)。當(dāng)一個(gè)Thread實(shí)例剛創(chuàng)建時(shí)，它的ThreadState是Unstarted；當(dāng)此線程被調(diào)用Start()啟動之后，它的ThreadState是 Runn

10、ing; 在此線程啟動之后，如果想讓它暫停（阻塞），可以調(diào)用Thread.Sleep() 方法，它有兩個(gè)重載方法（Sleep(int )、Sleep(Timespan )），只不過是表示時(shí)間量的格式不同而已，當(dāng)在某線程內(nèi)調(diào)用此函數(shù)時(shí)，它表示此線程將阻塞一段時(shí)間（時(shí)間是由傳遞給 Sleep 的毫秒數(shù)或Timespan決定的，但若參數(shù)為0則表示掛起此線程以使其它線程能夠執(zhí)行，指定 Infinite 以無限期阻塞線程），此時(shí)它的ThreadState將變?yōu)閃aitSleepJoin，另外值得注意一點(diǎn)的是Sleep()函數(shù)被定義為了static？! 這也意味著它不能和某個(gè)線程實(shí)例結(jié)合起來用，也即不存在

11、類似于t1.Sleep(10)的調(diào)用！正是如此，Sleep()函數(shù)只能由需“Sleep”的線程自己調(diào)用，不允許其它線程調(diào)用，正如when to Sleep是個(gè)人私事不能由它人決定。但是當(dāng)某線程處于WaitSleepJoin狀態(tài)而又不得不喚醒它時(shí)，可使用Thread.Interrupt 方法 ，它將在線程上引發(fā)ThreadInterruptedException，下面我們先看一個(gè)例子（注意Sleep的調(diào)用方法）：static void Main(string args)      Thread t1 = new Thread(new Thread

12、Start(Thread1);    t1.Start(); t1.Interrupt ();E.WaitOne ();t1.Interrupt ();   t1.Join();   Console.WriteLine(“t1 is end”);    static AutoResetEvent E = new AutoResetEvent(false);  public static void Thread1()   

13、60;    try   /從參數(shù)可看出將導(dǎo)致休眠    Thread.Sleep(Timeout.Infinite);       catch(System.Threading.ThreadInterruptedException e)   /中斷處理程序    Console.WriteLine (" 1st interrupt"); 

14、;  E.Set ();   try   / 休眠    Thread.Sleep(Timeout.Infinite );       catch(System.Threading.ThreadInterruptedException e)   Console.WriteLine (" 2nd interrupt");   /暫停10秒&

15、#160;   Thread.Sleep (10000);  運(yùn)行結(jié)果為： 1st interrupt  2nd interrupt  (10s后)t1 is end 從上例我們可以看出Thread.Interrupt方法可以把程序從某個(gè)阻塞（WaitSleepJoin）狀態(tài)喚醒進(jìn)入對應(yīng)的中斷處理程序，然后繼續(xù)往下執(zhí)行（它的ThreadState也變?yōu)镽unning），此函數(shù)的使用必須注意以下幾點(diǎn)：1 .此方法不僅可喚醒由Sleep導(dǎo)致的阻塞，而且對一切可導(dǎo)致線程進(jìn)入WaitSleepJoin狀態(tài)的方法(如Wait和Join)都有效。

16、如上例所示, 使用時(shí)要把導(dǎo)致線程阻塞的方法放入try塊內(nèi)， 并把相應(yīng)的中斷處理程序放入catch塊內(nèi)。2 .對某一線程調(diào)用Interrupt, 如它正處于WaitSleepJoin狀態(tài), 則進(jìn)入相應(yīng)的中斷處理程序執(zhí)行， 若此時(shí)它不處于WaitSleepJoin狀態(tài)， 則它后來進(jìn)入此狀態(tài)時(shí)， 將被立即中斷。若在中斷前調(diào)用幾次Interrupt， 只有第一次調(diào)用有效, 這正是上例我用同步的原因， 這樣才能確保第二次調(diào)用Interrupt在第一個(gè)中斷后調(diào)用，否則的話可能導(dǎo)致第二次調(diào)用無效（若

17、它在第一個(gè)中斷前調(diào)用）。你可以把同步去掉試試，其結(jié)果很可能是：   1st interrupt上例還用了另外兩個(gè)使線程進(jìn)入WaitSleepJoin狀態(tài)的方法：利用同步對象和Thread.Join方法。Join方法的使用比較簡單，它表示在調(diào)用此方法的當(dāng)前線程阻塞直至另一線程（此例中是t1）終止或者經(jīng)過了指定的時(shí)間為止(若它還帶了時(shí)間量參數(shù))，當(dāng)兩個(gè)條件（若有）任一出現(xiàn)，它立即結(jié)束WaitSleepJoin狀態(tài)進(jìn)入Running狀態(tài)(可根據(jù).Join方法的返回值判斷為何種條件，為true，則是線程終止;false則是時(shí)間到)。線程的暫停還可用Thread.Suspend方法，

18、當(dāng)某線程處于Running狀態(tài)時(shí)對它調(diào)用Suspend方法，它將進(jìn)入SuspendRequested狀態(tài)，但它并不會被立即掛起，直到線程到達(dá)安全點(diǎn)之后它才可以將該線程掛起，此時(shí)它將進(jìn)入Suspended狀態(tài)。如對一個(gè)已處于Suspended的線程調(diào)用則無效，要恢復(fù)運(yùn)行只需調(diào)用Thread.Resume即可。  最后我們談的是線程的銷毀，我們可以對需銷毀的線程調(diào)用Abort方法，它會在此線程上引發(fā)ThreadAbortException。我們可把線程內(nèi)的一些代碼放入try塊內(nèi)，并把相應(yīng)處理代碼放入相應(yīng)的catch塊內(nèi)，當(dāng)線程正執(zhí)行try塊內(nèi)代碼時(shí)如被調(diào)用Abort，它便會跳入相應(yīng)的ca

19、tch塊內(nèi)執(zhí)行，執(zhí)行完catch快內(nèi)的代碼后它將終止（若catch塊內(nèi)執(zhí)行了ResetAbort則不同了：它將取消當(dāng)前Abort請求，繼續(xù)向下執(zhí)行。所以如要確保某線程終止的最好用Join，如上例）。2 ThreadPool線程池（ThreadPool）是一種相對較簡單的方法，它適應(yīng)于一些需要多個(gè)線程而又較短任務(wù)（如一些常處于阻塞狀態(tài)的線程） ，它的缺點(diǎn)是對創(chuàng)建的線程不能加以控制，也不能設(shè)置其優(yōu)先級。由于每個(gè)進(jìn)程只有一個(gè)線程池，當(dāng)然每個(gè)應(yīng)用程序域也只有一個(gè)線程池（對線），所以你將發(fā)現(xiàn)ThreadPool類的成員函數(shù)都為static！ 當(dāng)你首次調(diào)用ThreadPool.QueueUser

20、WorkItem、ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject等，便會創(chuàng)建線程池實(shí)例。下面我就線程池當(dāng)中的兩函數(shù)作一介紹：C#public static bool QueueUserWorkItem( 推薦精選/調(diào)用成功則返回trueWaitCallback callBack,/要?jiǎng)?chuàng)建的線程調(diào)用的委托 object state  /傳遞給委托的參數(shù))/它的另一個(gè)重載函數(shù)類似,只是委托不帶參數(shù)而已 此函數(shù)的作用是把要?jiǎng)?chuàng)建的線程排隊(duì)到線程池，當(dāng)線程池的可用線程數(shù)不為零時(shí)（線程池有創(chuàng)建線程數(shù)的限制，缺身值為25），便創(chuàng)建此線程，否則就排隊(duì)到線程池等到它有可用

21、的線程時(shí)才創(chuàng)建。C#public static RegisteredWaitHandle RegisterWaitForSingleObject(   WaitHandle waitObject,/ 要注冊的 WaitHandle   WaitOrTimerCallback callBack,/ 線程調(diào)用的委托   object state,/傳遞給委托的參數(shù)   int TimeOut,/超時(shí)，單位為毫秒，   bool executeOnlyOnce file:/是否只執(zhí)行一次); publ

22、ic delegate void WaitOrTimerCallback(   object state,/也即傳遞給委托的參數(shù)   bool timedOut/true表示由于超時(shí)調(diào)用，反之則因?yàn)閣aitObject); 此函數(shù)的作用是創(chuàng)建一個(gè)等待線程，一旦調(diào)用此函數(shù)便創(chuàng)建此線程，在參數(shù)waitObject變?yōu)榻K止?fàn)顟B(tài)或所設(shè)定的時(shí)間TimeOut到了之前，它都處于“阻塞”狀態(tài)，值得注意的一點(diǎn)是此“阻塞”與Thread的WaitSleepJoin狀態(tài)有很大的不同：當(dāng)某Thread處于WaitSleepJoin狀態(tài)時(shí)CPU會定期的喚醒它以輪詢更新狀態(tài)信息，

23、然后再次進(jìn)入WaitSleepJoin狀態(tài)，線程的切換可是很費(fèi)資源的；而用此函數(shù)創(chuàng)建的線程則不同，在觸發(fā)它運(yùn)行之前，CPU不會切換到此線程，它既不占用CPU的時(shí)間又不浪費(fèi)線程切換時(shí)間，但CPU又如何知道何時(shí)運(yùn)行它？實(shí)際上線程池會生成一些輔助線程用來監(jiān)視這些觸發(fā)條件，一旦達(dá)到條件便啟動相應(yīng)的線程，當(dāng)然這些輔助線程本身也占用時(shí)間，但是如果你需創(chuàng)建較多的等待線程時(shí)，使用線程池的優(yōu)勢就越加明顯。見下例：static AutoResetEvent ev=new AutoResetEvent(false); public static int Main(string args) 

24、60; ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject( ev, new WaitOrTimerCallback(WaitThreadFunc), 4, 2000, false/表示每次完成等待操作后都重置計(jì)時(shí)器，直到注銷等待 );  ThreadPool.QueueUserWorkItem (new WaitCallback (ThreadFunc),8);  Thread.Sleep (10000);   return 0;

25、0;    public static void ThreadFunc(object b)  Console.WriteLine ("the object is 0",b);  for(int i=0;i<2;i+)   Thread.Sleep (1000);   ev.Set();    public static void WaitThreadFunc(object b,bool t) 

26、; Console.WriteLine ("the object is 0,t is 1",b,t);    其運(yùn)行結(jié)果為： the object is 8the object is 4,t is Falsethe object is 4,t is Falsethe object is 4,t is Truethe object is 4,t is Truethe object is 4,t is True從以上結(jié)果我們可以看出線程ThreadFunc運(yùn)行了1次，而WaitThread

27、Func運(yùn)行了5次。我們可以從WaitOrTimerCallback中的bool t參數(shù)判斷啟動此線程的原因：t為false，則表示由于waitObject，否則則是由于超時(shí)。另外我們也可以通過object b向線程傳遞一些參數(shù)。3 Timer    它適用于需周期性調(diào)用的方法，它不在創(chuàng)建計(jì)時(shí)器的線程中運(yùn)行，它在由系統(tǒng)自動分配的單獨(dú)線程中運(yùn)行。這和Win32中的SetTimer方法類似。它的構(gòu)造為：C#public Timer(   TimerCallback callback,/所需調(diào)用的方法   object

28、state,/傳遞給callback的參數(shù)   int dueTime,/多久后開始調(diào)用callback   int period/調(diào)用此方法的時(shí)間間隔);/ 如果 dueTime 為0，則 callback 立即執(zhí)行它的首次調(diào)用。如果 dueTime 為 Infinite，則 callback 不調(diào)用它的方法。計(jì)時(shí)器被禁用，但使用 Change 方法可以重新啟用它。如果 period 為0或 Infinite，并且 dueTime 不為 Infinite，則 callback 調(diào)用它的方法一次。計(jì)時(shí)器的定期行為被禁用，但使用 Change 方法可以重新啟用它。如果 period 為零 (0) 或 Infinite，并且 dueTime 不為 Infinite，則 callback 調(diào)用它的方法一次。計(jì)時(shí)器的定期行為被禁用，但使用 Change 方法可以重新啟用它。在創(chuàng)建計(jì)時(shí)器之后若想改變它的period和dueTime，我們可以通過調(diào)用Timer的Change方法來改變：C#public bool Change(   int dueTime,