31. C# -- 线程和进程 (1)

  • C#多线程学习(一) 多线程的相关概念

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

代码解释:

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。

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。

  • C#多线程学习(二) 如何操纵一个线程

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;
    }
    }
}

代码解释:

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。

主线程Main()函数

所有线程都是依附于Main()函数所在的线程的,Main()函数是C#程序的入口,起始线程可以称之为主线程。 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。 所有的线程虽然在微观上是串行执行的,但是在宏观上你完全可以认为它们在并行执行。

Thread.ThreadState 属性

这个属性代表了线程运行时状态,在不同的情况下有不同的值,我们有时候可以通过对该值的判断来设计程序流程。

ThreadState 属性的取值如下:

Aborted:线程已停止;

AbortRequested:线程的Thread.Abort()方法已被调用,但是线程还未停止;

Background:线程在后台执行,与属性Thread.IsBackground有关;

Running:线程正在正常运行;

Stopped:线程已经被停止;

StopRequested:线程正在被要求停止;

Suspended:线程已经被挂起(此状态下,可以通过调用Resume()方法重新运行);

SuspendRequested:线程正在要求被挂起,但是未来得及响应;

Unstarted:未调用Thread.Start()开始线程的运行;

WaitSleepJoin:线程因为调用了Wait(),Sleep()或Join()等方法处于封锁状态;

上面提到了Background状态表示该线程在后台运行,那么后台运行的线程有什么特别的地方呢?其实后台线程跟前台线程只有一个区别,那就是后台线程不妨碍程序的终止。一旦一个进程所有的前台线程都终止后,CLR(通用语言运行环境)将通过调用任意一个存活中的后台进程的Abort()方法来彻底终止进程。

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。

参考:

http://kb.cnblogs.com/page/42527/

时间: 2024-08-09 02:19:44

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