[C#基础教程之]C#多线程详解

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。

 

 

示例: 

using System;

using System.Threading;

namespace Test
{
    class TestThread
    {
        private static void FirstThreadFun()
        {
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + "   i =  " + i);
                
            }
            Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + " 执行完毕");
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            //程序调用了Main()函数时,就起动了一个进程,同时也启动了一个线程[这个线程就是主线程].
            Thread.CurrentThread.Name = "MainThread";
              
            //创建第一个线程
            Thread firstThread = new Thread(new ThreadStart(TestThread.FirstThreadFun));
            //取名为 firstThread
            firstThread.Name = "firstThread";

            for (int z = 0; z < 20; z++)
            {
                if (z == 10)
                {
                    firstThread.Start();
                    firstThread.Join();
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + "   z =  " + z);
                }
            }
            Console.Read();
        }
    }

}

运行结果:

 

 

总结:

1.任何程序在执行时，至少有一个主线程。 

2.firstThread.Start()启动了一个线程后,用firstThread.Join()这个方法加入一个线程[即:暂停了主线程的运行],那么操作系统就会马上执行这个新加入的线程

3.Join 就是加入的意思,也就是说新创建的线程加入到进程中,并马上执行

4.如果只是 firstThread.Start(),把 firstThread.Join()方法注释掉会是什么结果?

下面的图是运行结果:

 

从运行结果可以看出:

1.如果只是 firstThread.Start(),注释掉 firstThread.Join()这个方法后,主线程并不会暂停[也就是说,firstThread 线程并不会马上执行]

2.所以要想一个线程在启动后就马上执行,必须调用 Thread.Join()方法. 

3.到这里,Thread.Join()这个方法的作用也就明显了:当调用了 Thread.Join()方法后,当前线程会立即被执行,其他所有的线程会被暂停执行.

当这个线程执行完后,其他线程才会继续执行.

 

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； 

下面来研究多线程的优先级

using System;

using System.Threading;

namespace Test
{
    class TestThread
    {
        private static void FirstThreadFun()
        {
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + "   i =  " + i);
            }
            Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + "的优先级:" + Thread.CurrentThread.Priority);
            Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + " 执行完毕");
        }

        private static void SecondThreadFun()
        {
            for (int j = 0; j < 10; j++)
            {
                Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + "   j =  " + j);
            }
            Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + "的优先级:" + Thread.CurrentThread.Priority);
            Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + " 执行完毕");
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            //程序调用了Main()函数时,就起动了一个进程,同时也启动了一个线程[这个线程就是主线程].

            Thread.CurrentThread.Name = "MainThread";

 

　　　　//创建第二个线程

            Thread secondThread = new Thread(new ThreadStart(TestThread.SecondThreadFun));
            //取名为 secondThread
            secondThread.Name = "secondThread";
            //设定线程的优先级为AboveNormal[在所有创建的新线程中,执行顺序为第二]

            secondThread.Priority = ThreadPriority.AboveNormal;

 

　　　　//创建第一个线程
            Thread firstThread = new Thread(new ThreadStart(TestThread.FirstThreadFun));
            //取名为 firstThread
            firstThread.Name = "firstThread";
            //设定线程的优先级为最高级[在所有创建的新线程中,最先执行.线程优先级默认为Normal,共5 级:Highest,AboveNormal,Normal,BelowNormal,Lowest]

            firstThread.Priority = ThreadPriority.Highest; 

 

            for (int z = 0; z < 20; z++)
            {
                if (z == 10)
                {
                    firstThread.Start();
                    firstThread.Join();

                    secondThread.Start();
                    secondThread.Join();
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + "   z =  " + z);
                }
            }
            Console.Read();
        }
    }

}

运行结果:

 

 运行结果显示:

1.主线程永远是最先执行的,但当新线程启动[Thread.Start()],并加入[Thread.Join()]后,主线程会暂停.

2.创建的两个新线程 firstThread 和 secondThread , firstThread的优先级被设为最高 Highest , secondThread的优先级被设为第二.

3.启动和加入也是按顺序的启动 firstThread 先启动加入, secondThread 紧随其后.

4.如果将 firstThread secondThread 的启动[Thread.Start()]顺序调换后会是什么结果?[下节讨论]

 

线程的优先级

当线程之间争夺CPU时间时，CPU 是按照线程的优先级给予服务的。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，那么系统默认为ThreadPriority.Normal。

给一个线程指定优先级，我们可以使用如下代码：
//设定优先级为最低
myThread.Priority=ThreadPriority.Lowest;

通过设定线程的优先级，我们可以安排一些相对重要的线程优先执行，例如对用户的响应等等。