c#.net多線程編程教學(2):Thread類

這章將向大家介紹.NET中的線程API,怎麼樣用C#建立線程,啟動和停止線程,設定優先權和狀態.

　　在.NET中編寫的程式將被自動的分配一個線程.讓我們來看看用C#程式設計語言建立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 ()方法來啟動應用程式，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裡面,所有的這些都是後台發生的,讓我們無法感覺到發生了什麼事情.在這裡預設的是只有一個線程來完成所有的程式任務，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式更好的協調工作。比如說我們的例子中，一個有使用者輸入的同時需要繪製圖形或者完成大量的運算的程式，我們必須得增加一個線程，讓使用者的輸入能夠得到及時的響應，因為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介面支援多線程。這個命名空間有很多的類，我們將在這裡著重討論Thread這個類。

　　System.Threading.Thread類是建立並控制線程，設定其優先順序並擷取其狀態最為常用的類。他有很多的方法，在這裡我們將就比較常用和重要的方法做一下介紹：

　　Thread.Start（）：啟動線程的執行；

　　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為止

　　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（）來啟動線程。

　　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()方法意味著線程將不再得到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，通用語言執行平台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（int x）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（）方法來永久銷毀一個線程，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複，僅有的辦法是調用Thread.ResetAbort（）來取消剛才的調用，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毀了線程而且不通知使用者。一旦實施Thread.Abort（）操作，該線程不能被重新啟動。調用了這個方法並不是意味著線程立即銷毀，因此為了確定線程是否被銷毀，我們可以調用Thread.Join（）來確定其銷毀，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，因為這樣很容易造成死結。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順序，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：擷取一個值，該值指示當前線程的執行狀態。如果此線程已啟動並且尚未正常終止或中止，則為 true；否則為 false。

　　Thread.Name 屬性：擷取或設定線程的名稱。

　　Thread.Priority 屬性：擷取或設定一個值，該值指示線程的調度優先順序。
　　Thread.ThreadState 屬性：擷取一個值，該值包含當前線程的狀態。
　　在下面的例子中，我們將看看怎麼設定這些屬性，在隨後的例子中我們將詳細的討論這些屬性。
　　建立一個線程，首先得執行個體化一個Thread類，在類得建構函式中調用ThreadStart委派。這個委派包含了線程從哪裡開始執行。當線程啟動後，Start()方法啟動一個新的線程。下面是例子程式。

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\n Thread 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，建立了一個fThread的線程對象，這個線程負責執行First_Thread()方法裡面的任務。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。線程從建立到線程終止，它一定處於其中某一個狀態。當線程被建立時，它處在Unstarted狀態，Thread類的Start() 方法將使線程狀態變為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、銷毀或者自然終止。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為Running狀態。一旦線程被銷毀或者終止，線程處於Stopped狀態。處於這個狀態的線程將不複存在，正如線程開始啟動，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台還是後台。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，而接著另外一個線程調用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。一旦線程響應轉為Sle阻塞或者中止，當銷毀時會拋出ThreadAbortException異常。

線程優先順序
　　System.Threading.Thread.Priority枚舉了線程的優先順序別，從而決定了線程能夠得到多少CPU時間。高優先順序的線程通常會比一般優先順序的線程得到更多的CPU時間，如果不止一個高優先順序的線程，作業系統將在這些線程之間迴圈分配CPU時間。低優先順序的線程得到的CPU時間相對較少，當這裡沒有高優先順序的線程，作業系統將挑選下一個低優先順序 的線程執行。一旦低優先順序的線程在執行時遇到了高優先順序的線程，它將讓出CPU給高優先順序的線程。新建立的線程優先順序為一般優先順序，我們可以設定線程的優先順序別的值，如下面所示：

　　Highest
　　AboveNormal
　　Normal
　　BelowNormal
　　Lowest

結論：在這一部分，我們討論了線程的建立何線程的優先順序。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結解決等等進階特性，在後面的部分我們將繼續討論這些內容。