C# Thread類的應(yīng)用
一、C# Thread類的基本用法
通過System.Threading.Thread類可以開始新的線程，并在線程堆棧中運(yùn)行靜態(tài)或?qū)嵗椒??？梢酝ㄟ^Thread類的的構(gòu)造方法傳遞一個(gè)無參數(shù)，并且不返回值（返回void）的委托(ThreadStart)，這個(gè)委托的定義如下：
[ComVisibleAttribute(true)]
public delegate void ThreadStart()
我們可以通過如下的方法來建立并運(yùn)行一個(gè)線程。
- using System;
- using System.Collections.Generic;
- using System.Linq;
- using System.Text;
- using System.Threading;
- namespace MyThread
- {
- class Program
- {
- public static void myStaticThreadMethod()
- {
- Console.WriteLine("myStaticThreadMethod");
- }
- static void Main(string[] args)
- {
- Thread thread1 = new Thread(myStaticThreadMethod);
- thread1.Start(); // 只要使用Start方法，線程才會(huì)運(yùn)行
- }
- }
- }
除了運(yùn)行靜態(tài)的方法，還可以在線程中運(yùn)行實(shí)例方法，代碼如下：
- using System;
- using System.Collections.Generic;
- using System.Linq;
- using System.Text;
- using System.Threading;
- namespace MyThread
- {
- class Program
- {
- public void myThreadMethod()
- {
- Console.WriteLine("myThreadMethod");
- }
- static void Main(string[] args)
- {
- Thread thread2 = new Thread(new Program().myThreadMethod);
- thread2.Start();
- }
- }
- }
如果讀者的方法很簡(jiǎn)單，或出去某種目的，也可以通過匿名委托或Lambda表達(dá)式來為Thread的構(gòu)造方法賦值，代碼如下：
- Thread thread3 = new Thread(delegate() { Console.WriteLine("匿名委托"); });
- thread3.Start();
- Thread thread4 = new Thread(( ) => { Console.WriteLine("Lambda表達(dá)式"); });
- thread4.Start();
其中Lambda表達(dá)式前面的( )表示沒有參數(shù)。
為了區(qū)分不同的線程，還可以為Thread類的Name屬性賦值，代碼如下：
- Thread thread5 = new Thread(() => { Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name); });
- thread5.Name = "我的Lamdba";
- thread5.Start();
如果將上面thread1至thread5放到一起執(zhí)行，由于系統(tǒng)對(duì)線程的調(diào)度不同，輸出的結(jié)果是不定的，如圖1是一種可能的輸出結(jié)果。
圖1
二、 定義一個(gè)線程類
我們可以將Thread類封裝在一個(gè)MyThread類中，以使任何從MyThread繼承的類都具有多線程能力。MyThread類的代碼如下：
- using System;
- using System.Collections.Generic;
- using System.Linq;
- using System.Text;
- using System.Threading;
- namespace MyThread
- {
- abstract class MyThread
- {
- Thread thread = null;
- abstract public void run();
- public void start()
- {
- if (thread == null)
- thread = new Thread(run);
- thread.Start();
- }
- }
- }
可以用下面的代碼來使用MyThread類。
- class NewThread : MyThread
- {
- override public void run()
- {
- Console.WriteLine("使用MyThread建立并運(yùn)行線程");
- }
- }
- static void Main(string[] args)
- {
- NewThread nt = new NewThread();
- nt.start();
- }
我們還可以利用MyThread來為線程傳遞任意復(fù)雜的參數(shù)。詳細(xì)內(nèi)容見下節(jié)。
三、C# Thread類：為線程傳遞參數(shù)
Thread類有一個(gè)帶參數(shù)的委托類型的重載形式。這個(gè)委托的定義如下：
[ComVisibleAttribute(false)]
public delegate void ParameterizedThreadStart(Object obj)
這個(gè)Thread類的構(gòu)造方法的定義如下：
- public Thread(ParameterizedThreadStart start);
下面的代碼使用了這個(gè)帶參數(shù)的委托向線程傳遞一個(gè)字符串參數(shù)：
- public static void myStaticParamThreadMethod(Object obj)
- {
- Console.WriteLine(obj);
- }
- static void Main(string[] args)
- {
- Thread thread = new Thread(myStaticParamThreadMethod);
- thread.Start("通過委托的參數(shù)傳值");
- }
要注意的是，如果使用的是不帶參數(shù)的委托，不能使用帶參數(shù)的Start方法運(yùn)行線程，否則系統(tǒng)會(huì)拋出異常。但使用帶參數(shù)的委托，可以使用thread.Start()來運(yùn)行線程，這時(shí)所傳遞的參數(shù)值為null。
也可以定義一個(gè)類來傳遞參數(shù)值，如下面的代碼如下：
- class MyData
- {
- private String d1;
- private int d2;
- public MyData(String d1, int d2)
- {
- this.d1 = d1;
- this.d2 = d2;
- }
- public void threadMethod()
- {
- Console.WriteLine(d1);
- Console.WriteLine(d2);
- }
- }
- MyData myData = new MyData("abcd",1234);
- Thread thread = new Thread(myData.threadMethod);
- thread.Start();
如果使用在第二節(jié)定義的MyThread類，傳遞參數(shù)會(huì)顯示更簡(jiǎn)單，代碼如下：
- class NewThread : MyThread
- {
- private String p1;
- private int p2;
- public NewThread(String p1, int p2)
- {
- this.p1 = p1;
- this.p2 = p2;
- }
- override public void run()
- {
- Console.WriteLine(p1);
- Console.WriteLine(p2);
- }
- }
- NewThread newThread = new NewThread("hello world", 4321);
- newThread.start();
四、前臺(tái)和后臺(tái)線程
使用Thread建立的線程默認(rèn)情況下是前臺(tái)線程，在進(jìn)程中，只要有一個(gè)前臺(tái)線程未退出，進(jìn)程就不會(huì)終止。主線程就是一個(gè)前臺(tái)線程。而后臺(tái)線程不管線程是否結(jié)束，只要所有的前臺(tái)線程都退出（包括正常退出和異常退出）后，進(jìn)程就會(huì)自動(dòng)終止。一般后臺(tái)線程用于處理時(shí)間較短的任務(wù)，如在一個(gè)Web服務(wù)器中可以利用后臺(tái)線程來處理客戶端發(fā)過來的請(qǐng)求信息。而前臺(tái)線程一般用于處理需要長(zhǎng)時(shí)間等待的任務(wù)，如在Web服務(wù)器中的監(jiān)聽客戶端請(qǐng)求的程序，或是定時(shí)對(duì)某些系統(tǒng)資源進(jìn)行掃描的程序。下面的代碼演示了前臺(tái)和后臺(tái)線程的區(qū)別。
- public static void myStaticThreadMethod()
- {
- Thread.Sleep(3000);
- }
- Thread thread = new Thread(myStaticThreadMethod);
- // thread.IsBackground = true;
- thread.Start();
如果運(yùn)行上面的代碼，程序會(huì)等待3秒后退出，如果將注釋去掉，將thread設(shè)成后臺(tái)線程，則程序會(huì)立即退出。
要注意的是，必須在調(diào)用Start方法之前設(shè)置線程的類型，否則一但線程運(yùn)行，將無法改變其類型。
通過BeginXXX方法運(yùn)行的線程都是后臺(tái)線程。
五、C# Thread類：判斷多個(gè)線程是否都結(jié)束的兩種方法
確定所有線程是否都完成了工作的方法有很多，如可以采用類似于對(duì)象計(jì)數(shù)器的方法，所謂對(duì)象計(jì)數(shù)器，就是一個(gè)對(duì)象被引用一次，這個(gè)計(jì)數(shù)器就加1，銷毀引用就減1，如果引用數(shù)為0，則垃圾搜集器就會(huì)對(duì)這些引用數(shù)為0的對(duì)象進(jìn)行回收。
方法一：線程計(jì)數(shù)器
線程也可以采用計(jì)數(shù)器的方法，即為所有需要監(jiān)視的線程設(shè)一個(gè)線程計(jì)數(shù)器，每開始一個(gè)線程，在線程的執(zhí)行方法中為這個(gè)計(jì)數(shù)器加1，如果某個(gè)線程結(jié)束（在線程執(zhí)行方法的最后為這個(gè)計(jì)數(shù)器減1），為這個(gè)計(jì)數(shù)器減1。然后再開始一個(gè)線程，按著一定的時(shí)間間隔來監(jiān)視這個(gè)計(jì)數(shù)器，如是棕個(gè)計(jì)數(shù)器為0，說明所有的線程都結(jié)束了。當(dāng)然，也可以不用這個(gè)監(jiān)視線程，而在每一個(gè)工作線程的最后（在為計(jì)數(shù)器減1的代碼的后面）來監(jiān)視這個(gè)計(jì)數(shù)器，也就是說，每一個(gè)工作線程在退出之前，還要負(fù)責(zé)檢測(cè)這個(gè)計(jì)數(shù)器。使用這種方法不要忘了同步這個(gè)計(jì)數(shù)器變量啊，否則會(huì)產(chǎn)生意想不到的后果。
方法二：使用Thread.join方法
join方法只有在線程結(jié)束時(shí)才繼續(xù)執(zhí)行下面的語(yǔ)句。可以對(duì)每一個(gè)線程調(diào)用它的join方法，但要注意，這個(gè)調(diào)用要在另一個(gè)線程里，而不要在主線程，否則程序會(huì)被阻塞的。
個(gè)人感覺這種方法比較好。
線程計(jì)數(shù)器方法演示：
- class ThreadCounter : MyThread
- {
- private static int count = 0;
- private int ms;
- private static void increment()
- {
- lock (typeof(ThreadCounter)) // 必須同步計(jì)數(shù)器
- {
- count++;
- }
- }
- private static void decrease()
- {
- lock (typeof(ThreadCounter))
- {
- count--;
- }
- }
- private static int getCount()
- {
- lock (typeof(ThreadCounter))
- {
- return count;
- }
- }
- public ThreadCounter(int ms)
- {
- this.ms = ms;
- }
- override public void run()
- {
- increment();
- Thread.Sleep(ms);
- Console.WriteLine(ms.ToString()+"毫秒任務(wù)結(jié)束");
- decrease();
- if (getCount() == 0)
- Console.WriteLine("所有任務(wù)結(jié)束");
- }
- }
- ThreadCounter counter1 = new ThreadCounter(3000);
- ThreadCounter counter2 = new ThreadCounter(5000);
- ThreadCounter counter3 = new ThreadCounter(7000);
- counter1.start();
- counter2.start();
- counter3.start();
上面的代碼雖然在大多數(shù)的時(shí)候可以正常工作，但卻存在一個(gè)隱患，就是如果某個(gè)線程，假設(shè)是counter1，在運(yùn)行后，由于某些原因，其他的線程并未運(yùn)行，在這種情況下，在counter1運(yùn)行完后，仍然可以顯示出“所有任務(wù)結(jié)束”的提示信息，但是counter2和counter3還并未運(yùn)行。為了消除這個(gè)隱患，可以將increment方法從run中移除，將其放到ThreadCounter的構(gòu)造方法中，在這時(shí)，increment方法中的lock也可以去掉了。代碼如：
- public ThreadCounter(int ms)
- {
- this.ms = ms;
- increment();
- }
運(yùn)行上面的程序后，將顯示如圖2的結(jié)果。
圖2
使用Thread.join方法演示
- private static void threadMethod(Object obj)
- {
- Thread.Sleep(Int32.Parse(obj.ToString()));
- Console.WriteLine(obj + "毫秒任務(wù)結(jié)束");
- }
- private static void joinAllThread(object obj)
- {
- Thread[] threads = obj as Thread[];
- foreach (Thread t in threads)
- t.Join();
- Console.WriteLine("所有的線程結(jié)束");
- }
- static void Main(string[] args)
- {
- Thread thread1 = new Thread(threadMethod);
- Thread thread2 = new Thread(threadMethod);
- Thread thread3 = new Thread(threadMethod);
- thread1.Start(3000);
- thread2.Start(5000);
- thread3.Start(7000);
- Thread joinThread = new Thread(joinAllThread);
- joinThread.Start(new Thread[] { thread1, thread2, thread3 });
- }
在運(yùn)行上面的代碼后，將會(huì)得到和圖2同樣的運(yùn)行結(jié)果。上述兩種方法都沒有線程數(shù)的限制，當(dāng)然，仍然會(huì)受到操作系統(tǒng)和硬件資源的限制。
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2009-08-03 18:12:31
2009-09-17 16:34:24
