淺談C#中的多線程編程[1]

　　記錄，做到溫故而知新。

　　  一、相關概念：
　　什麼是進程？
　　當一個程式開始運行時，它就是一個進程，進程包括運行中的程式和程式所使用到的記憶體和系統資源。而一個進程又是由多個線程所組成的。
　　什麼是線程？
　　線程是程式中的一個執行流，每個線程都有自己的專有寄存器(棧指標、程式計數器等)，但代碼區是共用的，即不同的線程可以執行同樣的函數。
　　什麼是多線程？
　　多線程是指程式中包含多個執行流，即在一個程式中可以同時運行多個不同的線程來執行不同的任務，也就是說允許單個程式建立多個並存執行的線程來完成各自的任務。

　　多線程的好處：
　　可以提高CPU的利用率。在多線程程式中，一個線程必須等待的時候，CPU可以運行其它的線程而不是等待，這樣就大大提高了程式的效率。
　　多線程編程有好處，也有不好的地方，如：
　　線程也是對象，需要佔用記憶體，線程越多佔用記憶體越多；
　　多線程需要協調和管理，所以需要CPU時間跟蹤線程；
　　線程之間對共用資源的訪問會相互影響，必須解決競用共用資源的問題；
　　線程太多會導致控制太複雜，最終可能帶來產生Bug的風險。

 　　二、Thread類
　　先來理解下Thread類，這是實現多線程編程的基礎。Thread類位於System.Threading命名空間，其建構函式為:
　　public Thread(ParameterrizedThreadStart start)
　　public Thread(ThreadStart start)
　　public Thread(ParameterizedThreadStart start, int maxStackSize)
　　public Thread(ThreadStart start, int maxStackSize)
　　這些建構函式涉及3種類型的參數：
　　1)ParameterizedThreadStart：是一個委託類型，表示此線程開始執行時要調用的方法，支援向調用的方法傳遞一個參數。
　　2)ThreadStart：是一個委託類型，表示此線程開始執行時要調用的方法沒有參數的委託類型，不支援向調用的方法傳遞一個參數。
　　3)maxStackSize：表示線程要使用的最大堆棧大小，如果為0剛使用可執行檔的檔案頭中指定的預設最大堆棧大小。
　　Thread類有幾個至關重要的方法，描述如下：
　　Start()：啟動線程；
　　Sleep(int)：靜態方法，暫停當前線程指定的毫秒數；
　　Abort()：通常使用該方法來終止一個線程；
　　Suspend()：該方法並不終止未完成的線程，它僅僅掛起線程，以後還可恢複；
　　Resume()：恢複被Suspend()方法掛起的線程的執行。

 

　　Thread類基本的使用代碼如下：
　　 

View Code

using System;
using System.Threading;
namespace ProgrammingCSharp4
{
    public class Program
    {
        public static void Main(string[] args)
        {            
            Console.WriteLine("[主線程id:{0}]",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Thread thread1 = new Thread(Print);
            thread1.Start();
            Thread thread2 = new Thread(PrintEx);
            thread2.Start("測試");
            Console.ReadKey(true);
        }
        public static void Print()
        {
            int threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
            Console.WriteLine("[當前線程id:{0}]{1}",threadId,DateTime.Now.ToShortTimeString());
        }
        public static void PrintEx(object obj)
        {
            int threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
            Console.WriteLine("[當前線程id:{0}]{1}",threadId,obj);
        }
    }
}

　　三、線程池的使用
　　C#中，我們可以通過一種叫做“池（Pool）”的技術來最佳化對象的使用，其原理是預先建立一定數量的對象放在“池”裡，在對象被請求的時候，某個對象被從“池”中取出供使用，使用完畢再重新放回“池”中，等待下一次的請求。我們可以自己實現這樣的線程池，也可以使用.NET Framework為我們所提供的線程池，它叫做TreadPool，位於System.Threading命名空間。
　　需要注意的是線程池中的線程均為後台線程，即它們的IsBackground屬性為True。也就是說在所有的前台線程都已經退出後，ThreadPool中的線程不會讓應用程式繼續保持運行。
　　所以當我們執行一些簡單的、耗時短暫的任務時，才應該使用到線程池，在下面的情況下則不應該使用線程池技術：
　　Ø 當需要建立一個前台線程時；
　　Ø 線程池中的線程都是預設優先順序的，因此當需要建立具有特定優先順序的線程時就不應該使用線程池；　　
　　Ø 當需要某個任務只和特定的線程關聯時，因為無法選擇執行任務時使用的是哪一個具體的線程；
　　Ø 當需要中止特定的線程時不應使用線程池，它不提供這個功能；
　　Ø 線程執行時間比較長時；

　　要使用ThreadPool中的線程，需要使用TheadPool.QueueUserWorkItem這個靜態方法指定線程要調用的方法，該方法有兩個重載版本：
　　public static bool QueueUserWorkItem(WaitCallBack callBack)
　　public static bool QueueUserWorkItem(WaitCallBack callBack,object state)
　　WaitCallBack是一個委託類型，下面是線程池使用的例子：

View Code

using System;
using System.Threading;
namespace AsynchronousSample
{
    class Program
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(Counter);
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(Counter,"AsynchronousSample Test");
            Console.WriteLine("[Thread ID = {0}]The main thread is started.",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Thread.Sleep(500);
            Console.WriteLine("The main thread is closed."); 
            
            Console.ReadKey(true);
        }
        
        private static void Counter(object state)
        {
            Console.WriteLine("Counting begins, from 1 to 100:");
            Console.WriteLine("the Parameter is:{0}",state);
            for(int counter = 0 ; counter <100;counter++)
            {
                if(null==state)
                {
                    Console.WriteLine("[Thread ID = {0}] {1}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,counter);
                }else
                {
                    Console.WriteLine("[Thread ID = {0}] {1}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,state);
                }
                Thread.Sleep(100);
            }
        }
    }
}

　　未完待續，下次接著複習Thread的相關屬性與用法。