C#3.0學習筆記(12)進程，線程和非同步編程

  離職在家，沒有什麼事做，所以借這個機會總結一下關於非同步編程的技術來跟各位園友分享。

1，什麼叫進程？什麼叫線程？

　　進程：進程就是一組資源，它們構成了一個正在啟動並執行程式。這些資源套件括虛擬位址空間，檔案控制代碼以及程式啟動需要的其他東西的載體。當我們啟動一個程式時，系統在記憶體中　　

　　就建立了一個新的進程(Process)。

　　線程：在進程中，系統建立了一個叫做線程(thread)的核心對象，線程體現了一個程式的真實執行情況。一旦程式準備完畢，系統線上程中開始執行Main方法的第一條語句。默

　　認情況下，一個進程只包含一個線程，它從程式開始執行一直到程式結束。

2，什麼叫非同步編程(或稱為多線程)？

　　在理解什麼叫非同步編程之前，我們先來看看什麼叫同步編程，到目前為止，我們前面講的所有程式都只有一個線程，並且從程式的第一行語句到最後一行語句順序執行，這就叫同　　 　　　　　　　　　　

　　步編程。非同步編程指的是程式發起多個線程，它們在理論上是在同一時間執行的。(其實不一定真的在同一時間執行)　　

下面來介紹兩種簡單但非常強大的多線程技術，非同步委託和計時器：

非同步委託：

使用非同步委託有三種標準模式：

1，等待一直到完成(wait-until-done)模式：在發起了非同步方法呼叫以及做了一些其它處理後，原始線程就中斷並且等非同步方法呼叫完成之後再繼續。

2，輪詢(Polling)模式：原始線程定期檢查發起的線程是否完成，如果沒有則可以繼續做一些其它的事情。

3，回調(Callback)模式：原始線程一直執行，無需等待或檢查發起的線程是否完成。在發起的線程中的引用方法完成之後，發起的線程就會調用回調方法，由回調方法在調用EndInvoke之前處理非同步方法呼叫的

　　結構。

下面是這三種模式的執行過程圖示：

 下面就看看這三種模式分別的完整樣本：

1，等待一直到結束模式的樣本：

 

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;

namespace thread1
{
delegate long MyDel(int first,int second); //聲明委託類型
    class Program
    {
static long Sum(int x, int y) //聲明非同步方法呼叫，方法匹配委託。
        {
            Console.WriteLine("           Inside Sum");
            Thread.Sleep(100); //調用Thread類的Sleep方法將它自己掛起0.1秒。
            return x + y;
        }

static void Main(string[] args)
        {
            MyDel del = new MyDel(Sum); //建立委派物件，並使用Sum方法來初始化它的調用列表

            Console.WriteLine("Before BeginInvoke");
            IAsyncResult iar = del.BeginInvoke(3, 5, null, null); //開始非同步呼叫，BeginInvoke返回一個IAsyncResult介面的引用。
            Console.WriteLine("After BeginInvoke");

            Console.WriteLine("Doing stuff");

long result = del.EndInvoke(iar); //等待結束並擷取結果。必須把IAsyncResult對象的引用作為參數。
            Console.WriteLine("Ater EndInvoke:{0}",result);
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

程式輸出結果為：

 

 

2，輪詢(Polling)模式的樣本：

 

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;

namespace thread2
{
delegate long MyDel(int first,int second); //聲明委託類型。
    class Program
    {
static void Main(string[] args)
        {
            MyDel del = new MyDel(Sum); //建立委派物件。

            IAsyncResult iar = del.BeginInvoke(3, 5, null, null); //發起非同步呼叫，BeginInvoke返回一個IAsyncResult介面的引用。
            Console.WriteLine("After BeginInvoke");

while (!iar.IsCompleted) //調用IAsyncResult介面的IsCompleted屬性檢查非同步方法呼叫是否完成。
            {
                Console.WriteLine("Not Done");

//繼續處理。這裡的“處理”僅僅是由0數到10000000。
                for (long i = 0; i < 10000000; i++)
                    ; //空語句。
            }
            Console.WriteLine("Done");

long result = del.EndInvoke(iar); //調用委託的EndInvoke方法來擷取介面並進行清理。
            Console.WriteLine("Result:{0}",result);
            Console.ReadKey();

        }

static long Sum(int x, int y) //聲明方法匹配委託。
        {
            Console.WriteLine("         Inside Sum");
            Thread.Sleep(500); //調用Thread類的Sleep方法將它自己掛起0.5秒。
            return x + y;
        }
    }
}

程式輸出結果為：

 

 

3，回調(Callback)模式的範例程式碼：

 

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Runtime.Remoting.Messaging;

namespace thread3
{
delegate long MyDel(int first,int second); //聲明委託類型。

class Program
    {
static long Sum(int x, int y) //聲明方法匹配委託。
        {
            Console.WriteLine("         Inside Sum");
            Thread.Sleep(100); //調用Thread類的Sleep方法將它自己掛起0.1秒。
            return x + y; 
        }

static void CallWhenDone(IAsyncResult iar) //聲明回調方法。
        {
            Console.WriteLine("         Inside CallWhenDone");
            AsyncResult ar = (AsyncResult)iar; //通過引用轉換，將介面引用轉換為AsyncResult類對象的引用。
            MyDel del = (MyDel)ar.AsyncDelegate; //調用類對象的AsyncDelegate屬性並把它轉化為委託類型,這樣我們就可以調用委託的EndInvoke方法了。
            long result = del.EndInvoke(iar); //結束調用，擷取非同步方法呼叫調用的傳回值，釋放線程所用資源。
            Console.WriteLine("         The result is {0}",result);
        }

static void Main(string[] args)
        {
            MyDel del = new MyDel(Sum); //建立委派物件。

            Console.WriteLine("Before BeginInvoke");
            IAsyncResult iar = del.BeginInvoke(3,5,CallWhenDone,null); 

            Console.WriteLine("Doing more work in Main");
            Thread.Sleep(500);
            Console.WriteLine("Done with Main,Exiting");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

程式輸出結果為：

 

 

計時器：

計時器提供了另外一種正規的重複運行非同步方法呼叫的方法。儘管在.NET BCL中有好幾個可用的Timer類，但在這裡我只會介紹System.Threading命名空間中的一個。

使用計時器需要注意的重要事項如下：

1，計時器在每次時間到期後調用回調方法。回調方法必須是TimerCallback委託形式的。

2，當計時器到期之後，系統會從線程池中的線程上開啟一下回調方法，提供state對象作為其參數，並且開始運行。

3，Timer類的建構函式接受回調方法名稱，dueTime,period以及state作為參數，其最為常用的建構函式形式如下：

　　Timer myTimer=new Timer(MyCallback,someObject,2000,1000);

　　註：MyCallback為回調方法的名稱。

　　　　someObject為傳給回調的對象。

　　　　2000即dueTime表示2000毫秒後第一次調用。

　　　　1000即period表示每1000毫秒調用一次。

樣本如下：

 

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;

namespace thread4
{
class Program
    {
int TimesCalled = 0;

protected void Display(object state)//聲明回調方法。
        {
            Console.WriteLine("{0}{1}",(string)state,++TimesCalled); 
        }

static void Main(string[] args)
        {
            Program p = new Program();//建立類的執行個體。

            Timer myTimer = new Timer(p.Display,"Processing timer event",2000,1000);//建立Timer類對象。
            Console.WriteLine("Timer start");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

這段代碼在被關閉前的5秒內產生了如下的輸出：

 

 

  以上就是這次總結的關於多線程編程方面的知識，寫了一下午了。正好今天是我的27歲的生日，我得去準備請同事吃飯了，在這裡也希望自己在新的一年裡身體健康，工作順利。