网络编程——第一篇 基础之进程线程

在C#的网络编程中，进程和线程是必备的基础知识，同时也是一个重点，所以我们要好好的掌握一下。

一：概念

          首先我们要知道什么是”进程”，什么是“线程”，好，查一下baike。

  进程：是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次活动。它是操作系统动态执行的基本单元，

           在传统的操作系统中，进程既是基本的分配单元，也是基本的执行单元。

  线程：是"进程"中某个单一顺序的控制流。

  

关于这两个概念，大家稍微有个印象就行了，防止以后被面试官问到。

 

二：进程

       framework里面对“进程”的基本操作的封装还是蛮好的，能够满足我们实际开发中的基本应用。

 

<1> 获取进程信息

       framework中给我们获取进程的方式还是蛮多的，即可以按照Name获取，也可以按照ID获取，也可以获取本地和远程的进程信息。

1    public Process[] GetProcess(string ip = "")2         {3             if (string.IsNullOrEmpty(ip))4                 return Process.GetProcesses();5 6             return Process.GetProcesses(ip);7         }

 

 Process process = Process.GetProcessById(Convert.ToInt32(processID));

 

<2> 启动和停止进程

  其实这个也没啥好说的，不过有一个注意点就是Process中的"kill"和"CloseMainWindow"的区别。

  windowMainWindow:  当我们打开的Process是一个有界面的应用程序时，推荐使用此方法，它相当于点击了应用程序的关闭按钮，是一个有序的

                                  终止应用程序的操作，而不像kill那么暴力。   

  kill：                         根据这个单词估计大家都知道啥意思吧，它的作用就是强制关闭我们打开的Process，往往会造成就是我们数据的丢失，所以

                                 说在万不得已的情况下不要使用kill，当然在无图形界面的应用程序中，kill是唯一能够结束Process的一个策略。

 

<3> 进程操作的一个演示

  1    public class ProgessHelper  2     {  3         //主操作流程  4         public static void MainProcess()  5         {  6             ProgessHelper helper = new ProgessHelper();  7   8             var result = helper.GetProcess();  9  10             helper.ShowProcess(result.Take(10).ToArray()); 11  12             Console.Write("\n请输入您要查看的进程："); 13  14             helper.ShowProcessSingle(Console.ReadLine()); 15  16             Console.Write("\n请输入您要开启的程序：\t"); 17  18             var name = helper.StartProcess(Console.ReadLine()); 19  20  21             Console.WriteLine("程序已经开启，是否关闭？(0,1)"); 22  23             if (Console.ReadLine() == "1") 24             { 25                 helper.StopProcess(name); 26  27                 Console.WriteLine("关闭成功。"); 28             } 29         } 30  31         #region 获取进程 32         /// <summary> 33 /// 获取进程 34 /// </summary> 35 /// <param name="ip"></param> 36 /// <returns></returns> 37         public Process[] GetProcess(string ip = "") 38         { 39             if (string.IsNullOrEmpty(ip)) 40                 return Process.GetProcesses(); 41  42             return Process.GetProcesses(ip); 43         } 44         #endregion 45  46         #region 查看进程 47         /// <summary> 48 /// 查看进程 49 /// </summary> 50 /// <param name="process"></param> 51         public void ShowProcess(Process[] process) 52         { 53             Console.WriteLine("进程ID\t进程名称\t物理内存\t\t启动时间\t文件名"); 54  55             foreach (var p in process) 56             { 57                 try 58                 { 59                     Console.WriteLine("{0}\t{1}\t{2}M\t\t{3}\t{4}", p.Id, p.ProcessName.Trim(), p.WorkingSet64 / 1024.0f / 1024.0f, 60                                                                          p.StartTime, p.MainModule.FileName); 61                 } 62                 catch (Exception ex) 63                 { 64                     Console.WriteLine(ex.Message); 65                 } 66             } 67         } 68         #endregion 69  70         #region 根据ID查看指定的进程 71         /// <summary> 72 /// 根据ID查看指定的进程 73 /// </summary> 74 /// <param name="processID"></param> 75         public void ShowProcessSingle(string processID) 76         { 77             Process process = Process.GetProcessById(Convert.ToInt32(processID)); 78  79             Console.WriteLine("\n\n您要查看的进程详细信息如下：\n"); 80  81             try 82             { 83                 var module = process.MainModule; 84  85                 Console.WriteLine("文件名:{0}\n版本{1}\n描叙{2}\n语言:{3}", module.FileName, module.FileVersionInfo.FileVersion, 86                                                                            module.FileVersionInfo.FileDescription, 87                                                                            module.FileVersionInfo.Language); 88             } 89             catch (Exception e) 90             { 91                 Console.WriteLine(e.Message); 92             } 93         } 94         #endregion 95  96         #region 进程开启 97         /// <summary> 98 /// 进程开启 99 /// </summary>100 /// <param name="fileName"></param>101 /// <returns></returns>102         public string StartProcess(string fileName)103         {104             Process process = new Process();105 106             process.StartInfo = new ProcessStartInfo(fileName);107 108             process.Start();109 110             return process.ProcessName;111         }112         #endregion113 114         #region 终止进程115         /// <summary>116 /// 终止进程117 /// </summary>118 /// <param name="name"></param>119         public void StopProcess(string name)120         {121             var process = Process.GetProcessesByName(name).FirstOrDefault();122 123             try124             {125                 process.CloseMainWindow();126             }127             catch (Exception ex)128             {129                 Console.WriteLine(ex.Message);130             }131         }132         #endregion133     }

 

 

快看，PPTV真的被我打开了，嗯，8错，Process还是蛮好玩的。

这里要注意一点：

      我们在59行中加上了Try Catch，这是因为每个Process都有一个MainModule属性，但并不是每一个MainModule都能被C#获取，

      如会出现如下的“拒绝访问”。

 

三： 线程

      同样线程的相关操作也已经被framework里面的Thread完美的封装，大大简化了我们的工作量，常用的操作如下

   <1> 启动线程。

   <2> 终止线程。

   <3> 暂停线程。

   <4> 合并线程。

             这个要解释一下，比如：t1线程在执行过程中需要等待t2执行完才能继续执行，此时我们就要将t2合并到t1中去，也就是在

          t1的代码块中写上t2.Join（）即可。同样Join中也可以加上等待t2执行的时间，不管t2是否执行完毕。

 

   <5> 线程同步

            估计大家也知道，多线程解决了系统的吞吐量和响应时间，同时也给我们留下了比如死锁，资源争用等问题，那么我们如何

          解决这些问题呢？呵呵，Anders Hejlsberg 这位老前辈已经给我们提供了很多的实现同步线程的类，比如Mutex，Monitor，

          Interlocked和AutoResetEvent，当然在实际应用中，我们还是喜欢使用简化版的lock，因为这玩意能够使编程简化，同时使

         程序看起来简洁明了。 

 

 <6>  同样我也举个例子

 

 1 public class ThreadHelper 2     { 3         public static void MainThread() 4         { 5  6             ThreadHelper helper = new ThreadHelper(100); 7  8             Thread[] thread = new Thread[20]; 9 10             for (int i = 0; i < 20; i++)11             {12                 thread[i] = new Thread(helper.DoTransactions);13 14                 thread[i].Name = "线程" + i;15 16             }17 18             foreach (var single in thread)19             {20                 single.Start();21             }22         }23 24         int balance;25 26         object obj = new object();27 28         public ThreadHelper(int balance)29         {30             this.balance = balance;31         }32 33         #region 取款操作34         /// <summary>35 /// 取款操作36 /// </summary>37 /// <param name="amount"></param>38         public void WithDraw(int amount)39         {40             lock (obj)41             {42                 if (balance <= 0)43                 {44                     Console.WriteLine("哈哈，已经取完了");45                     return;46                 }47 48                 if (balance >= amount)49                 {50                     Console.WriteLine("取款前余额:{0},取款：{1},还剩余额:{2}", balance, amount, balance - amount);51                     balance = balance - amount;52                 }53                 else54                 {55                     Console.WriteLine("取款前余额:{0},取款：{1},还剩余额:{2}", balance, balance, balance = 0);56                 }57             }58         }59         #endregion60 61         #region 自动取款操作62         /// <summary>63 /// 自动取款操作64 /// </summary>65         public void DoTransactions(object obj)66         {67             int random = new Random().Next(4, 10);68 69             Thread.Sleep(5000);70 71             WithDraw(random);72         }73         #endregion74     }

 

当我们加上lock的时候一切正常，但是当我们把lock去掉的时候，看看线程们会有“争用资源”的现象吗？，在下图中可以看到，出现了如下的现象，

当然这不是我想看到的结果，如果在实际应用中会是多么难找的bug。

 

<8> 线程池

     上面的例子中，我创建了20个线程来完成任务，比如在某些实际应用中，Client端的每个请求Server都需要创建一个线程来处理，

     那么当线程很多的时候并不是一件好事情，这会导致过度的使用系统资源而耗尽内存，那么自然就会引入“线程池”。

     线程池：是一个在后台执行多个任务的集合，他封装了我们对线程的基本操作，我们能做的就只要把“入口方法”丢给线程池就行了。

     特点：  线程池有最大线程数限制，大小在不同的机器上是否区别的，当池中的线程都是繁忙状态，后入的方法就会排队，直至池中有空闲

               的线程来处理。

     代码： 修改后如下

 1         public static void MainThread() 2         { 3  4             ThreadHelper helper = new ThreadHelper(100); 5  6             for (int i = 0; i < 20; i++) 7             { 8                 ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(helper.DoTransactions)); 9             }10 11             //Thread[] thread = new Thread[20];12 13 //for (int i = 0; i < 20; i++)14 //{15 //    thread[i] = new Thread(helper.DoTransactions);16 17 //    thread[i].Name = "线程" + i;18 19 //}20 21 //foreach (var single in thread)22 //{23 //    single.Start();24 //}25         }