C#多线程简述(一)
来源:互联网 发布:python alpha 编辑:程序博客网 时间:2024/04/25 19:01
什么是进程?
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所使用到的内存和系统资源。 而一个进程又是由多个线程所组成的。
什么是线程?
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。
什么是多线程?
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。
多线程的好处:
可以提高CPU的利用率。在多线程程序中,一个线程必须等待的时候,CPU可以运行其它的线程而不是等待,这样就大大提高了程序的效率。
多线程的不利方面:
线程也是程序,所以线程需要占用内存,线程越多占用内存也越多; 多线程需要协调和管理,所以需要CPU时间跟踪线程; 线程之间对共享资源的访问会相互影响,必须解决竞用共享资源的问题; 线程太多会导致控制太复杂,最终可能造成很多Bug;
接下来将对C#编程中的多线程机制进行探讨。为了省去创建GUI那些繁琐的步骤,更清晰地逼近线程的本质,接下来的所有程序都是控制台程序,程序最后的Console.ReadLine()是为了使程序中途停下来,以便看清楚执行过程中的输出。
任何程序在执行时,至少有一个主线程。
一个直观印象的线程示例:
using System;using System.Threading; namespace ThreadTest{ class RunIt { [STAThread] static void Main(string[] args) { Thread.CurrentThread.Name="System Thread";//给当前线程起名为"System Thread" Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name+"'Status:"+Thread.CurrentThread.ThreadState); Console.ReadLine(); } }}
输出如下:
System Thread's Status:Running
在这里,我们通过Thread类的静态属性CurrentThread获取了当前执行的线程,对其Name属性赋值“System Thread”,最后还输出了它的当前状态(ThreadState)。
所谓静态属性,就是这个类所有对象所公有的属性,不管你创建了多少个这个类的实例,但是类的静态属性在内存中只有一个。很容易理解CurrentThread为什么是静态的——虽然有多个线程同时存在,但是在某一个时刻,CPU只能执行其中一个。
在程序的头部,我们使用了如下命名空间:
using System;
using System.Threading;
在.net framework class library中,所有与多线程机制应用相关的类都是放在System.Threading命名空间中的。如果你想在你的应用程序中使用多线程,就必须包含这个类。
我们通过其中提供的Thread类来创建和控制线程,ThreadPool类用于管理线程池等。 (此外还提供解决了线程执行安排,死锁,线程间通讯等实际问题的机制。)
Thread类有几个至关重要的方法,描述如下:
Start():启动线程;
Sleep(int):静态方法,暂停当前线程指定的毫秒数;
Abort():通常使用该方法来终止一个线程;
Suspend():该方法并不终止未完成的线程,它仅仅挂起线程,以后还可恢复;
Resume():恢复被Suspend()方法挂起的线程的执行。
下面我们就动手来创建一个线程,使用Thread类创建线程时,只需提供线程入口即可。(线程入口使程序知道该让这个线程干什么事)
在C#中,线程入口是通过ThreadStart代理(delegate)来提供的,你可以把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所代表或者说指向的函数。
打开你的VS.net,新建一个控制台应用程序(Console Application),编写完全控制一个线程的代码示例:
using System;using System.Threading; namespace ThreadTest{ public class Alpha { public void Beta() { while (true) { Console.WriteLine("Alpha.Beta is running in its own thread."); } } }; public class Simple{ public static int Main() { Console.WriteLine("Thread Start/Stop/Join Sample"); Alpha oAlpha = new Alpha(); file://这里创建一个线程,使之执行Alpha类的Beta()方法 Thread oThread = new Thread(new ThreadStart(oAlpha.Beta)); oThread.Start(); while (!oThread.IsAlive) Thread.Sleep(1); oThread.Abort(); oThread.Join(); Console.WriteLine(); Console.WriteLine("Alpha.Beta has finished"); try { Console.WriteLine("Try to restart the Alpha.Beta thread"); oThread.Start(); } catch (ThreadStateException) { Console.Write("ThreadStateException trying to restart Alpha.Beta. "); Console.WriteLine("Expected since aborted threads cannot be restarted."); Console.ReadLine(); } return 0; } }}
这段程序包含两个类Alpha和Simple,在创建线程oThread时我们用指向Alpha.Beta()方法的初始化了ThreadStart代理(delegate)对象,当我们创建的线程oThread调用oThread.Start()方法启动时,实际上程序运行的是Alpha.Beta()方法:
Alpha oAlpha = new Alpha();
Thread oThread = new Thread(new ThreadStart(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()方法使主线程等待,直到oThread线程结束。你可以给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,但是显然Abort()方法带来的后果是不可恢复的终止线程,所以最后程序会抛出ThreadStateException异常。
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