C# 线程的定义和使用

一、C# Thread类的基本用法

    通过System.Threading.Thread类可以开始新的线程，并在线程堆栈中运行静态或实例方法。可以通过Thread类的的构造方法传递一个无参数，并且不返回值（返回void）的委托(ThreadStart)，这个委托的定义如下：

    [ComVisibleAttribute(true)]

    public delegate void ThreadStart()

    我们可以通过如下的方法来建立并运行一个线程。

 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，线程才会运行  19         }  20     }  21 }  22  

 

    除了运行静态的方法，还可以在线程中运行实例方法，代码如下：

 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  

 

    如果读者的方法很简单，或出去某种目的，也可以通过匿名委托或Lambda表达式来为Thread的构造方法赋值，代码如下：

1 Thread thread3 = new Thread(delegate() { Console.WriteLine("匿名委托"); });  2 thread3.Start();  3  4 Thread thread4 = new Thread(( ) => { Console.WriteLine("Lambda表达式"); });  5 thread4.Start();  6  

 

    其中Lambda表达式前面的( )表示没有参数。

    为了区分不同的线程，还可以为Thread类的Name属性赋值，代码如下：

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

 

    如果将上面thread1至thread5放到一起执行，由于系统对线程的调度不同，输出的结果是不定的，如图1是一种可能的输出结果。

 

图1

二、 定义一个线程类

    我们可以将Thread类封装在一个MyThread类中，以使任何从MyThread继承的类都具有多线程能力。MyThread类的代码如下：

 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  

 

    可以用下面的代码来使用MyThread类。

 1 class NewThread : MyThread   2 {   3       override public void run()   4       {   5           Console.WriteLine("使用MyThread建立并运行线程");   6       }   7   }   8   9   static void Main(string[] args)  10   {  11  12       NewThread nt = new NewThread();  13       nt.start();  14   }  15  

 

    我们还可以利用MyThread来为线程传递任意复杂的参数。详细内容见下节。

三、C# Thread类：为线程传递参数

    Thread类有一个带参数的委托类型的重载形式。这个委托的定义如下：

    [ComVisibleAttribute(false)]

    public delegate void ParameterizedThreadStart(Object obj)

 

    这个Thread类的构造方法的定义如下：

1. public Thread(ParameterizedThreadStart start); 

    下面的代码使用了这个带参数的委托向线程传递一个字符串参数：

 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("通过委托的参数传值");  10 }  11  

 

    要注意的是，如果使用的是不带参数的委托，不能使用带参数的Start方法运行线程，否则系统会抛出异常。但使用带参数的委托，可以使用thread.Start()来运行线程，这时所传递的参数值为null。

    也可以定义一个类来传递参数值，如下面的代码如下：

 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  

 

    如果使用在第二节定义的MyThread类，传递参数会显示更简单，代码如下：

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();   

 

四、前台和后台线程

    使用Thread建立的线程默认情况下是前台线程，在进程中，只要有一个前台线程未退出，进程就不会终止。主线程就是一个前台线程。而后台线程不管线程是否结束，只要所有的前台线程都退出（包括正常退出和异常退出）后，进程就会自动终止。一般后台线程用于处理时间较短的任务，如在一个Web服务器中可以利用后台线程来处理客户端发过来的请求信息。而前台线程一般用于处理需要长时间等待的任务，如在Web服务器中的监听客户端请求的程序，或是定时对某些系统资源进行扫描的程序。下面的代码演示了前台和后台线程的区别。

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();  

 

    如果运行上面的代码，程序会等待3秒后退出，如果将注释去掉，将thread设成后台线程，则程序会立即退出。

    要注意的是，必须在调用Start方法之前设置线程的类型，否则一但线程运行，将无法改变其类型。

    通过BeginXXX方法运行的线程都是后台线程。

 

五、C# Thread类：判断多个线程是否都结束的两种方法

    确定所有线程是否都完成了工作的方法有很多，如可以采用类似于对象计数器的方法，所谓对象计数器，就是一个对象被引用一次，这个计数器就加1，销毁引用就减1，如果引用数为0，则垃圾搜集器就会对这些引用数为0的对象进行回收。

    方法一：线程计数器

    线程也可以采用计数器的方法，即为所有需要监视的线程设一个线程计数器，每开始一个线程，在线程的执行方法中为这个计数器加1，如果某个线程结束（在线程执行方法的最后为这个计数器减1），为这个计数器减1。然后再开始一个线程，按着一定的时间间隔来监视这个计数器，如是棕个计数器为0，说明所有的线程都结束了。当然，也可以不用这个监视线程，而在每一个工作线程的最后（在为计数器减1的代码的后面）来监视这个计数器，也就是说，每一个工作线程在退出之前，还要负责检测这个计数器。使用这种方法不要忘了同步这个计数器变量啊，否则会产生意想不到的后果。

    方法二：使用Thread.join方法

    join方法只有在线程结束时才继续执行下面的语句。可以对每一个线程调用它的join方法，但要注意，这个调用要在另一个线程里，而不要在主线程，否则程序会被阻塞的。

    个人感觉这种方法比较好。

    线程计数器方法演示：

 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))  // 必须同步计数器   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()+"毫秒任务结束");  35             decrease();  36             if (getCount() == 0)  37                 Console.WriteLine("所有任务结束");  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  

 

    上面的代码虽然在大多数的时候可以正常工作，但却存在一个隐患，就是如果某个线程，假设是counter1，在运行后，由于某些原因，其他的线程并未运行，在这种情况下，在counter1运行完后，仍然可以显示出“所有任务结束”的提示信息，但是counter2和counter3还并未运行。为了消除这个隐患，可以将increment方法从run中移除，将其放到ThreadCounter的构造方法中，在这时，increment方法中的lock也可以去掉了。代码如：

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

 

    运行上面的程序后，将显示如图2的结果。

 

图2

    使用Thread.join方法演示

 1 private static void threadMethod(Object obj)   2 {   3     Thread.Sleep(Int32.Parse(obj.ToString()));   4     Console.WriteLine(obj + "毫秒任务结束");   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("所有的线程结束");  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  

    在运行上面的代码后，将会得到和图2同样的运行结果。上述两种方法都没有线程数的限制，当然，仍然会受到操作系统和硬件资源的限制。