38多线程编程

多线程编程进程（process）和线程（thread）当一个程序开始运行时，它就是一个进程。进程包括运行中的程序和程序使用的内存和系统资源。而一个进程又是由多个线程组成的，线程是程序中的一个执行流，每个线程都有自己的专有寄存器（栈指针、程序计数器等），但代码区是共享的，即不同的线程可以执行同样的函数。多线程(Multi-thread)的概念旅游多线程是指程序中包含多个执行流，即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务，也就是说，允许单个程序创建多个并行执行的线程来完成各自的任务。浏览器就是一个很好的多线程例子，在浏览器中可以在下载Java小应用程序或图像的同时滚动页面，在访问新页面时播放动画、声音并打印文件等。线程的namespaceSystem.Threading其中Thread类用于创建线程;ThreadPool类用于管理线程池程序1：显示线程状态ShowThreadThread.CurrentThread得到当前的线程Thread类有几个至关重要的方法，描述如下：（1）Start()——启动线程。（2）Sleep(int)——静态方法，暂停当前线程指定的毫秒数。（3）Abort()——通常使用该方法来终止一个线程。（4）Suspend()——该方法并不终止未完成的线程，而只是挂起线程，以后还可恢复。（5）Resume()——恢复被Suspend()方法挂起的线程的执行。线程的创建使用Thread类创建线程时，只需提供线程入口。线程入口告诉程序让这个线程做什么，在C#中，线程入口是通过ThreadStart代理（delegate）提供的可以把ThreadStart理解为一个函数指针，指向线程要执行的函数，当调用Thread.Start()方法后，线程就开始执行ThreadStart所代表（或说指向）的函数。程序2：创建线程CreateThread这段程序包含两个类Alpha和Program，在创建线程oThread时我们用指向Alpha.Beta()方法初始化了ThreadStart代理（delegate）对象，当线程oThread调用oThread.Start()方法启动时，实际上程序运行的是Alpha.Beta()方法：AlphaoAlpha=newAlpha();ThreadoThread=newThread(newThreadStart(oAlpha.Beta));oThread.Start();然后在Main()函数的while循环中，我们使用静态方法Thread.Sleep()让主线程暂停了1ms，这段时间CPU转向执行线程oThread。然后我们试图用Thread.Abort()方法终止线程oThread，注意后面的oThread.Join()，Thread.Join()方法将使主线程等待，直到oThread线程结束为止。可以给Thread.Join()方法指定一个int型的参数作为等待的最长时间。之后，我们试图用Thread.Start()方法重新启动线程oThread，但是使用Abort()方法的后果是不可恢复地终止线程，所以最后程序会抛出ThreadStateException异常注意：其他线程都依附于Main()函数所在的线程，Main()函数是C#程序的入口，起始线程可以称为主线程，如果所有的前台线程都停止了，那么主线程可以终止，而所有的后台线程都将无条件终止。在微观上，所有的线程是串行执行的，但在宏观上，可以认为它们在并行执行。Thread.ThreadState这个属性，它代表了线程运行时的状态，在不同的情况下有不同的值.ThreadState在各种情况下的可能取值如下：（1）Aborted——线程已停止；（2）AbortRequested——线程的Thread.Abort()方法已被调用，但是线程还未停止；（3）Background——线程在后台执行，与属性Thread.IsBackground有关；（4）Running——线程正常运行；（5）Stopped——线程已被停止；（6）StopRequested——线程正在被要求停止；（7）Suspended——线程已被挂起（此状态下，可以通过调用Resume()方法重新运行）；（8）SuspendRequested——线程正在要求被挂起，但未来得及响应；（9）Unstarted——未调用Thread.Start()开始线程的运行；（10）WaitSleepJoin——线程因为调用了Wait()、Sleep()或Join()等方法而处于封锁状态线程的优先级当线程之间争夺CPU时间时，CPU按照线程的优先级给予服务。在C#应用程序中，用户可以设定5个不同的优先级，由高到低分别是Highest、AboveNormal、Normal、BelowNormal、Lowest，在创建线程时如果不指定优先级，系统将默认为ThreadPriority.Normal。给一个线程指定优先级，可以使用如下代码：//设定优先级为最低myThread.Priority=ThreadPriority.Lowest;通过设定线程的优先级，可以安排一些相对重要的线程优先执行，如对用户的响应等。用多线程编制局域网聊天程序3：iChat另起一个线程监测接收端口！线程安全的控件访问线程的同步和通信假设有这样一种情况，两个线程同时维护一个队列，如果一个线程向队列添加元素，而另一个线程从队列中取用元素，那么称添加元素的线程为生产者，取用元素的线程为消费者。生产者与消费者问题看起来很简单，却是多线程应用中一个必须解决的问题，它涉及线程之间的同步和通信问题。Lock每个线程都有自己的资源，但代码区是共享的，即每个线程都可以执行相同的函数。但在多线程环境下，可能带来这样的问题：几个线程同时执行一个函数，导致数据混乱，产生不可预料的结果，我们必须避免这种情况发生。C#提供了一个关键字lock，它可以把一段代码定义为互斥段（criticalsection）。互斥段在一个时刻只允许一个线程进入执行，而其他线程必须等待。在C#中，关键字lock定义如下：lock(expression)statement_blockexpression代表希望跟踪的对象，通常是对象引用。一般地，保护一个类的实例，可以使用this；而保护一个静态变量（如互斥代码段在一个静态方法内部），使用类名就可以了。statement_block就是互斥段的代码，这段代码在一个时刻只能被一个线程执行。程序4：Ex9-1Lock防止代码重入与数据库的锁原理一样Join等待Join()使主线程等待，直至子线程完成Suspend挂起线程Resume恢复线程运行！Resume必须和Suspend成对!停止（运行完成或被终止）的线程不可以再start，须重新new生成实例线程池和定时器在多线程的程序中，经常会出现两种情况。第一种情况是，应用程序中的线程把大部分时间花费在等待状态，等待某个事件发生，然后才能给予响应；第二种情况则是，线程平常都处于休眠状态，只是周期性地被唤醒。，在.netframework里面，我们使用ThreadPool来应对第一种情况，使用Timer来应对第二种情况。线程池ThreadPool类提供一个由系统维护的线程池——可以看作一个线程的容器，因为其中某些方法调用了只有高版本Windows才有的API函数，所以该容器需要Windows2000以上版本的系统支持。可以使用ThreadPool.QueueUserWorkItem()方法将线程安放在线程池里，该方法的原型如下：publicstaticboolQueueUserWorkItem(WaitCallback);重载的方法如下，参数object将传递给WaitCallback所代表的方法。注意：ThreadPool类也是一个静态类，用户不能也不必生成它的对象，而且一旦使用该方法在线程池中添加了一个项目，那么该项目无法取消。这里用户无须自己建立线程，只需把要做的工作写成函数，作为参数传递给ThreadPool.QueueUserWorkItem()方法，传递的方法就是依靠WaitCallback代理对象，而线程的建立、管理、运行等工作都是由系统自动完成的，用户无须考虑复杂的细节问题，线程池的优点也就体现在这里，就像公司老板——只需安排工作，不必亲自动手。注意：ThreadPool类也是一个静态类，用户不能也不必生成它的对象，而且一旦使用该方法在线程池中添加了一个项目，那么该项目无法取消。这里用户无须自己建立线程，只需把要做的工作写成函数，作为参数传递给ThreadPool.QueueUserWorkItem()方法，传递的方法就是依靠WaitCallback代理对象，而线程的建立、管理、运行等工作都是由系统自动完成的定时器与ThreadPool类不同，Timer类的作用是设置一个定时器，定时执行用户指定的函数，而这个函数的传递是靠另外一个代理对象TimerCallback，它必须在创建Timer对象时就指定，并且不能更改。定时器启动后，系统将自动建立一个新线程，并在这个线程里执行用户指定的函数。下面的语句初始化一个Timer对象：Timertimer=newTimer(timerDelegate,s,1000,1000);第1个参数指定TimerCallback代理对象；第2个参数的意义跟上面提到的WaitCallback代理对象一样，作为一个对象传递给要调用的方法,表示状态；第3个参数是延迟时间——计时开始的时刻距现在的时间，单位是毫秒；第4个参数是定时器的时间间隔——计时开始以后，每隔相同的一段时间，TimerCallback所代表的方法被调用一次，单位也是毫秒。上面语句的意思就是将定时器的延迟时间和时间间隔都设为1秒钟。定时器的设置是可以改变的，调用Timer.Change()方法即可，这是一个参数类型重载的方法，一般使用的原型如下：publicboolChange(long,long);下面这行代码将前边设置的定时器修改了一下：timer.Change(10000,2000);显然，定时器timer的时间间隔被重新设置为2秒，停止计时10秒后生效。互斥对象多线程代码和资源的同步问题、自动化管理及定时触发的问题已经得到解决，那么如何控制多个线程之间的联系呢？例如，顾客到餐厅吃饭，在吃饭之前先得等厨师把饭菜做好，然后开始吃，吃完还得付款，付款方式可以是现金或信用卡，付款之后才能离开。在这个过程里，“吃饭”可以看作是主线程，“厨师做饭”是一个线程，服务员用“信用卡收款”和“收现金”可以看作两个线程，其中的关系很清楚——“吃饭”必须等待“厨师做饭”，然后等待两个“收款”线程中的任意一个完成，然后“吃饭”线程执行“离开”步骤，于是“吃饭”才算结束了。事实上，现实中有比这更复杂的联系，怎样才能很好地控制它们而不产生冲突和重复呢？这种情况下，我们要用到互斥对象，即System.Threading命名空间中的Mutex类。我们可以把Mutex看作一个出租车，乘客就是线程，他首先等车，然后上车，最后下车。当一个乘客在车上时，其他乘客只有等他下车以后才可以上车。线程与Mutex对象的关系也是如此，线程使用Mutex.WaitOne()方法等待Mutex对象被释放，一旦Mutex对象被释放，它就自动拥有这个对象，直到它调用Mutex.ReleaseMutex()方法释放这个对象，而在此期间，其他想要获取这个Mutex对象的线程只有等待。示例:MutexDemo互斥保证同一对象在同一时间只被一个线程占有SingleForm