C# Thread類

這章將向大家介紹.NET中的線程API,怎麼樣用C#創建線程,啓動和停止線程,設置優先級和狀態.

  在.NET中編寫的程序將被自動的分配一個線程.讓我們來看看用C#編程語言創建線程並且繼續學習線程的知識。我們都知道.NET的運行時環境的主線程由Main()方法來啓動應用程序,而且.NET的編譯語言有自動的垃圾收集功能,這個垃圾收集發生在另外一個線程裏面,所有的這些都是後臺發生的,讓我們無法感覺到發生了什麼事情.在這裏默認的是隻有一個線程來完成所有的程序任務,但是正如我們在第一篇文章討論過的一樣,有可能我們根據需要自己添加更多的線程讓程序更好的協調工作。比如說我們的例子中,一個有用戶輸入的同時需要繪製圖形或者完成大量的運算的程序,我們必須得增加一個線程,讓用戶的輸入能夠得到及時的響應,因爲輸入對時間和響應的要求是緊迫的,而另外一個線程負責圖形繪製或者大量的運算。

  .NET基礎類庫的System.Threading命名空間提供了大量的類和接口支持多線程。這個命名空間有很多的類,我們將在這裏着重討論Thread這個類。

  System.Threading.Thread類是創建並控制線程,設置其優先級並獲取其狀態最爲常用的類。他有很多的方法,在這裏我們將就比較常用和重要的方法做一下介紹:

  Thread.Start():啓動線程的執行;

  Thread.Suspend():掛起線程,或者如果線程已掛起,則不起作用;

  Thread.Resume():繼續已掛起的線程;

  Thread.Interrupt():中止處於 Wait或者Sleep或者Join線程狀態的線程;

  Thread.Join():阻塞調用線程,直到某個線程終止時爲止

  Thread.Sleep():將當前線程阻塞指定的毫秒數;

  Thread.Abort():以開始終止此線程的過程。如果線程已經在終止,則不能通過Thread.Start()來啓動線程。

  通過調用Thread.Sleep,Thread.Suspend或者Thread.Join可以暫停/阻塞線程。調用Sleep()和Suspend()方法意味着線程將不再得到CPU時間。這兩種暫停線程的方法是有區別的,Sleep()使得線程立即停止執行,但是在調用Suspend()方法之前,公共語言運行時必須到達一個安全點。一個線程不能對另外一個線程調用Sleep()方法,但是可以調用Suspend()方法使得另外一個線程暫停執行。對已經掛起的線程調用Thread.Resume()方法會使其繼續執行。不管使用多少次Suspend()方法來阻塞一個線程,只需一次調用Resume()方法就可以使得線程繼續執行。已經終止的和還沒有開始執行的線程都不能使用掛起。Thread.Sleep(intx)使線程阻塞x毫秒。只有當該線程是被其他的線程通過調用Thread.Interrupt()或者Thread.Abort()方法,才能被喚醒。
 
如果對處於阻塞狀態的線程調用Thread.Interrupt()方法將使線程狀態改變,但是會拋出ThreadInterupptedException異常,你可以捕獲這個異常並且做出處理,也可以忽略這個異常而讓運行時終止線程。在一定的等待時間之內,Thread.Interrupt()和Thread.Abort()都可以立即喚醒一個線程。

  下面我們將說明如何從一個線程中止另外一個線程。在這種情況下,我們可以通過使用Thread.Abort()方法來永久銷燬一個線程,而且將拋出ThreadAbortException異常。使終結的線程可以捕獲到異常但是很難控制恢復,僅有的辦法是調用Thread.ResetAbort()來取消剛纔的調用,而且只有當這個異常是由於被調用線程引起的異常。因此,A線程可以正確的使用Thread.Abort()方法作用於B線程,但是B線程卻不能調用Thread.ResetAbort()來取消Thread.Abort()操作。

  Thread.Abort()方法使得系統悄悄的銷燬了線程而且不通知用戶。一旦實施Thread.Abort()操作,該線程不能被重新啓動。調用了這個方法並不是意味着線程立即銷燬,因此爲了確定線程是否被銷燬,我們可以調用Thread.Join()來確定其銷燬,Thread.Join()是一個阻塞調用,直到線程的確是終止了才返回。但是有可能一個線程調用Thread.Interrupt()方法來中止另外一個線程,而這個線程正在等待Thread.Join()調用的返回。

  儘可能的不要用Suspend()方法來掛起阻塞線程,因爲這樣很容易造成死鎖。假設你掛起了一個線程,而這個線程的資源是其他線程所需要的,會發生什麼後果。因此,我們儘可能的給重要性不同的線程以不同的優先級,用Thread.Priority()方法來代替使用Thread.Suspend()方法。

  Thread類有很多的屬性,這些重要的屬性是我們多線程編程必須得掌握的。

  Thread.IsAlive屬性:獲取一個值,該值指示當前線程的執行狀態。如果此線程已啓動並且尚未正常終止或中止,則爲true;否則爲 false。

  Thread.Name 屬性:獲取或設置線程的名稱。

  Thread.Priority屬性:獲取或設置一個值,該值指示線程的調度優先級。
  Thread.ThreadState屬性:獲取一個值,該值包含當前線程的狀態。
  在下面的例子中,我們將看看怎麼設置這些屬性,在隨後的例子中我們將詳細的討論這些屬性。
  創建一個線程,首先得實例化一個Thread類,在類得構造函數中調用ThreadStart委派。這個委派包含了線程從哪裏開始執行。當線程啓動後,Start()方法啓動一個新的線程。下面是例子程序。

using System;
using System.Threading ;
namespace LearnThreads
{
class Thread_App
{
public static void First_Thread()
{
 Console.WriteLine("First thread created");
 Thread current_thread = Thread.CurrentThread;
 string thread_details = "Thread Name: " + current_thread.Name +"\r\nThread State: " + current_thread.ThreadState.ToString()+"\r\nThread Priority level:"+current_thread.Priority.ToString();
 Console.WriteLine("The details of the thread are :"+thread_details);
 Console.WriteLine ("first thread terminated");
}

public static void Main()
{
 ThreadStart thr_start_func = new ThreadStart(First_Thread);
 Console.WriteLine ("Creating the first thread ");
 Thread fThread = new Thread (thr_start_func);
 fThread.Name = "first_thread";
 fThread.Start (); //starting the thread
}
}
}


  在這個例子中,創建了一個fThread的線程對象,這個線程負責執行First_Thread()方法裏面的任務。當Thread的Start()方法被調用時包含First_Thread()的地址ThreadStart的代理將被執行。

Thread狀態
  System.Threading.Thread.ThreadState屬性定義了執行時線程的狀態。線程從創建到線程終止,它一定處於其中某一個狀態。當線程被創建時,它處在Unstarted狀態,Thread類的Start()方法將使線程狀態變爲Running狀態,線程將一直處於這樣的狀態,除非我們調用了相應的方法使其掛起、阻塞、銷燬或者自然終止。如果線程被掛起,它將處於Suspended狀態,除非我們調用resume()方法使其重新執行,這時候線程將重新變爲Running狀態。一旦線程被銷燬或者終止,線程處於Stopped狀態。處於這個狀態的線程將不復存在,正如線程開始啓動,線程將不可能回到Unstarted狀態。線程還有一個Background狀態,它表明線程運行在前臺還是後臺。在一個確定的時間,線程可能處於多個狀態。據例子來說,一個線程被調用了Sleep而處於阻塞,而接着另外一個線程調用Abort方法於這個阻塞的線程,這時候線程將同時處於WaitSleepJoin和AbortRequested狀態。一旦線程響應轉爲Sle阻塞或者中止,當銷燬時會拋出ThreadAbortException異常。

線程優先級
  System.Threading.Thread.Priority枚舉了線程的優先級別,從而決定了線程能夠得到多少CPU時間。高優先級的線程通常會比一般優先級的線程得到更多的CPU時間,如果不止一個高優先級的線程,操作系統將在這些線程之間循環分配CPU時間。低優先級的線程得到的CPU時間相對較少,當這裏沒有高優先級的線程,操作系統將挑選下一個低優先級的線程執行。一旦低優先級的線程在執行時遇到了高優先級的線程,它將讓出CPU給高優先級的線程。新創建的線程優先級爲一般優先級,我們可以設置線程的優先級別的值,如下面所示:

  Highest
  AboveNormal
  Normal
  BelowNormal
  Lowest


結論:在這一部分,我們討論了線程的創建何線程的優先級。System.Threading命名空間還包含了線程鎖定、線程同步何通訊、多線程管理類以及死鎖解決等等高級特性,在後面的部分我們將繼續討論這些內容。

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