C#線程使用(二)全面總結

一、C# Thread類的基本用法

通過System.Threading.Thread類可以開始新的線程,並在線程堆棧中運行靜態或實例方法。可以通過Thread類的的構造方法傳遞一個無參數,並且不返回值(返回void)的委託(ThreadStart),這個委託的定義如下:

[ComVisibleAttribute(true)]

public delegate void ThreadStart()

我們可以通過如下的方法來建立並運行一個線程。

複製代碼

1 using System;
2 using System.Collections.Generic;
3 using System.Linq;
4 using System.Text;
5 using System.Threading;
6
7 namespace MyThread
8 {
9 class Program
10 {
11 public static void myStaticThreadMethod()
12 {
13 Console.WriteLine(“myStaticThreadMethod”);
14 }
15 static void Main(string[] args)
16 {
17 Thread thread1 = new Thread(myStaticThreadMethod);
18 thread1.Start(); // 只要使用Start方法,線程纔會運行
19 }
20 }
21 }
22
複製代碼

除了運行靜態的方法,還可以在線程中運行實例方法,代碼如下:

複製代碼

1 using System;
2 using System.Collections.Generic;
3 using System.Linq;
4 using System.Text;
5 using System.Threading;
6
7 namespace MyThread
8 {
9 class Program
10 {
11 public void myThreadMethod()
12 {
13 Console.WriteLine(“myThreadMethod”);
14 }
15 static void Main(string[] args)
16 {
17 Thread thread2 = new Thread(new Program().myThreadMethod);
18 thread2.Start();
19 }
20 }
21 }
22
複製代碼

如果讀者的方法很簡單,或出去某種目的,也可以通過匿名委託或Lambda表達式來爲Thread的構造方法賦值,代碼如下:

1 Thread thread3 = new Thread(delegate() { Console.WriteLine(“匿名委託”); });
2 thread3.Start();
3
4 Thread thread4 = new Thread(( ) => { Console.WriteLine(“Lambda表達式”); });
5 thread4.Start();
6

其中Lambda表達式前面的( )表示沒有參數。

爲了區分不同的線程,還可以爲Thread類的Name屬性賦值,代碼如下:

1 Thread thread5 = new Thread(()=>{ Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name); });
2 thread5.Name = “我的Lamdba”;
3 thread5.Start();

如果將上面thread1至thread5放到一起執行,由於系統對線程的調度不同,輸出的結果是不定的,如圖1是一種可能的輸出結果。

一種可能的輸出結果

圖1

二、 定義一個線程類

我們可以將Thread類封裝在一個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:

複製代碼

1 using System;
2 using System.Collections.Generic;
3 using System.Linq;
4 using System.Text;
5 using System.Threading;
6 namespace MyThread
7 {
8 abstract class MyThread
9 {
10 Thread thread = null;
11
12 abstract public void run();
13
14 public void start()
15 {
16 if (thread == null)
17 thread = new Thread(run);
18 thread.Start();
19 }
20 }
21 }
22
複製代碼

可以用下面的代碼來使用MyThread類。

複製代碼

1 class NewThread : MyThread
2 {
3 override public void run()
4 {
5 Console.WriteLine(“使用MyThread建立並運行線程”);
6 }
7 }
8
9 static void Main(string[] args)
10 {
11
12 NewThread nt = new NewThread();
13 nt.start();
14 }
15
複製代碼

我們還可以利用MyThread來爲線程傳遞任意複雜的參數。詳細內容見下節。

三、C# Thread類:爲線程傳遞參數

Thread類有一個帶參數的委託類型的重載形式。這個委託的定義如下:

[ComVisibleAttribute(false)]

public delegate void ParameterizedThreadStart(Object obj)



這個Thread類的構造方法的定義如下:

public Thread(ParameterizedThreadStart start);
下面的代碼使用了這個帶參數的委託向線程傳遞一個字符串參數:

複製代碼

1 public static void myStaticParamThreadMethod(Object obj)
2 {
3 Console.WriteLine(obj);
4 }
5
6 static void Main(string[] args)
7 {
8 Thread thread = new Thread(myStaticParamThreadMethod);
9 thread.Start(“通過委託的參數傳值”);
10 }
11
複製代碼

要注意的是,如果使用的是不帶參數的委託,不能使用帶參數的Start方法運行線程,否則系統會拋出異常。但使用帶參數的委託,可以使用thread.Start()來運行線程,這時所傳遞的參數值爲null。

也可以定義一個類來傳遞參數值,如下面的代碼如下:

複製代碼

1 class MyData
2 {
3 private String d1;
4 private int d2;
5 public MyData(String d1, int d2)
6 {
7 this.d1 = d1;
8 this.d2 = d2;
9 }
10 public void threadMethod()
11 {
12 Console.WriteLine(d1);
13 Console.WriteLine(d2);
14 }
15 }
16
17 MyData myData = new MyData(“abcd”,1234);
18 Thread thread = new Thread(myData.threadMethod);
19 thread.Start();
20
複製代碼

如果使用在第二節定義的MyThread類,傳遞參數會顯示更簡單,代碼如下:

複製代碼

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();

複製代碼

四、前臺和後臺線程

使用Thread建立的線程默認情況下是前臺線程,在進程中,只要有一個前臺線程未退出,進程就不會終止。主線程就是一個前臺線程。而後臺線程不管線程是否結束,只要所有的前臺線程都退出(包括正常退出和異常退出)後,進程就會自動終止。一般後臺線程用於處理時間較短的任務,如在一個Web服務器中可以利用後臺線程來處理客戶端發過來的請求信息。而前臺線程一般用於處理需要長時間等待的任務,如在Web服務器中的監聽客戶端請求的程序,或是定時對某些系統資源進行掃描的程序。下面的代碼演示了前臺和後臺線程的區別。

複製代碼

1 public static void myStaticThreadMethod()
2 {
3 Thread.Sleep(3000);
4 }
5
6 Thread thread = new Thread(myStaticThreadMethod);
7 // thread.IsBackground = true;
8 thread.Start();
複製代碼

如果運行上面的代碼,程序會等待3秒後退出,如果將註釋去掉,將thread設成後臺線程,則程序會立即退出。

要注意的是,必須在調用Start方法之前設置線程的類型,否則一但線程運行,將無法改變其類型。

通過BeginXXX方法運行的線程都是後臺線程。

五、C# Thread類:判斷多個線程是否都結束的兩種方法

確定所有線程是否都完成了工作的方法有很多,如可以採用類似於對象計數器的方法,所謂對象計數器,就是一個對象被引用一次,這個計數器就加1,銷燬引用就減1,如果引用數爲0,則垃圾蒐集器就會對這些引用數爲0的對象進行回收。

方法一:線程計數器

線程也可以採用計數器的方法,即爲所有需要監視的線程設一個線程計數器,每開始一個線程,在線程的執行方法中爲這個計數器加1,如果某個線程結束(在線程執行方法的最後爲這個計數器減1),爲這個計數器減1。然後再開始一個線程,按着一定的時間間隔來監視這個計數器,如是棕個計數器爲0,說明所有的線程都結束了。當然,也可以不用這個監視線程,而在每一個工作線程的最後(在爲計數器減1的代碼的後面)來監視這個計數器,也就是說,每一個工作線程在退出之前,還要負責檢測這個計數器。使用這種方法不要忘了同步這個計數器變量啊,否則會產生意想不到的後果。

方法二:使用Thread.join方法

join方法只有在線程結束時才繼續執行下面的語句。可以對每一個線程調用它的join方法,但要注意,這個調用要在另一個線程裏,而不要在主線程,否則程序會被阻塞的。

個人感覺這種方法比較好。

線程計數器方法演示:

複製代碼

1 class ThreadCounter : MyThread
2 {
3 private static int count = 0;
4 private int ms;
5 private static void increment()
6 {
7 lock (typeof(ThreadCounter)) // 必須同步計數器
8 {
9 count++;
10 }
11 }
12 private static void decrease()
13 {
14 lock (typeof(ThreadCounter))
15 {
16 count–;
17 }
18 }
19 private static int getCount()
20 {
21 lock (typeof(ThreadCounter))
22 {
23 return count;
24 }
25 }
26 public ThreadCounter(int ms)
27 {
28 this.ms = ms;
29 }
30 override public void run()
31 {
32 increment();
33 Thread.Sleep(ms);
34 Console.WriteLine(ms.ToString()+“毫秒任務結束”);
35 decrease();
36 if (getCount() == 0)
37 Console.WriteLine(“所有任務結束”);
38 }
39 }
40
41
42 ThreadCounter counter1 = new ThreadCounter(3000);
43 ThreadCounter counter2 = new ThreadCounter(5000);
44 ThreadCounter counter3 = new ThreadCounter(7000);
45
46 counter1.start();
47 counter2.start();
48 counter3.start();
49
複製代碼

上面的代碼雖然在大多數的時候可以正常工作,但卻存在一個隱患,就是如果某個線程,假設是counter1,在運行後,由於某些原因,其他的線程並未運行,在這種情況下,在counter1運行完後,仍然可以顯示出“所有任務結束”的提示信息,但是counter2和counter3還並未運行。爲了消除這個隱患,可以將increment方法從run中移除,將其放到ThreadCounter的構造方法中,在這時,increment方法中的lock也可以去掉了。代碼如:

1 public ThreadCounter(int ms)
2 {
3 this.ms = ms;
4 increment();
5 }

運行上面的程序後,將顯示如圖2的結果。

圖2

圖2

使用Thread.join方法演示

複製代碼

1 private static void threadMethod(Object obj)
2 {
3 Thread.Sleep(Int32.Parse(obj.ToString()));
4 Console.WriteLine(obj + “毫秒任務結束”);
5 }
6 private static void joinAllThread(object obj)
7 {
8 Thread[] threads = obj as Thread[];
9 foreach (Thread t in threads)
10 t.Join();
11 Console.WriteLine(“所有的線程結束”);
12 }
13
14 static void Main(string[] args)
15 {
16 Thread thread1 = new Thread(threadMethod);
17 Thread thread2 = new Thread(threadMethod);
18 Thread thread3 = new Thread(threadMethod);
19
20 thread1.Start(3000);
21 thread2.Start(5000);
22 thread3.Start(7000);
23
24 Thread joinThread = new Thread(joinAllThread);
25 joinThread.Start(new Thread[] { thread1, thread2, thread3 });
26
27 }
28
複製代碼

在運行上面的代碼後,將會得到和圖2同樣的運行結果。上述兩種方法都沒有線程數的限制,當然,仍然會受到操作系統和硬件資源的限制。
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