C#线程系列讲座(2):Thread类的应用

    技术2022-05-20  40

    一、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。

     

     

    代码 using  System; using  System.Collections.Generic; using  System.Linq; using  System.Text; using  System.Threading; namespace  MyThread {      class  Program     {          public   static   void  myStaticThreadMethod()         {             Console.WriteLine( " myStaticThreadMethod " );         }          static   void  Main( string [] args)         {             Thread thread1  =   new  Thread(myStaticThreadMethod);             thread1.Start();   //  只要使用Start方法,线程才会运行         }     } }

     

     

     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:

     

    代码 using  System; using  System.Collections.Generic; using  System.Linq; using  System.Text; using  System.Threading; namespace  MyThread {      class  Program     {          public   void  myThreadMethod()         {             Console.WriteLine( " myThreadMethod " );         }          static   void  Main( string [] args)         {             Thread thread2  =   new  Thread( new  Program().myThreadMethod);             thread2.Start();         }     } }

     

     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:

    Thread thread3  =   new  Thread( delegate () { Console.WriteLine( " 匿名委托 " ); }); thread3.Start(); Thread thread4  =   new  Thread(( )  =>  { Console.WriteLine( " Lambda表达式 " ); }); thread4.Start();

     

     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:

     

    代码 Thread thread5  =   new  Thread(()  =>  { Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name); }); thread5.Name  =   " 我的Lamdba " ; 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。

      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:

     

    代码 using  System; using  System.Collections.Generic; using  System.Linq; using  System.Text; using  System.Threading; namespace  MyThread {     abstract   class  MyThread     {        Thread thread  =   null ;         abstract   public   void  run();              public   void  start()         {              if  (thread  ==   null )                 thread  =   new  Thread(run);             thread.Start();         }     } }

     

     

    可以用下面的代码来使用MyThread类。

     

    代码 class  NewThread : MyThread {        override   public   void  run()       {           Console.WriteLine( " 使用MyThread建立并运行线程 " );       }   }    static   void  Main( string [] args)   {       NewThread nt  =   new  NewThread();       nt.start();   }

     

     

        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、     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:

    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:

    代码 public   static   void  myStaticParamThreadMethod(Object obj) {     Console.WriteLine(obj); } static   void  Main( string [] args) {       Thread thread  =   new  Thread(myStaticParamThreadMethod);       thread.Start( " 通过委托的参数传值 " ); }

     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:

    代码 class  MyData {      private  String d1;      private   int  d2;      public  MyData(String d1,  int  d2)     {            this .d1  =  d1;            this .d2  =  d2;     }      public   void  threadMethod()     {           Console.WriteLine(d1);           Console.WriteLine(d2);     } } MyData myData  =   new  MyData( " abcd " , 1234 ); Thread thread  =   new  Thread(myData.threadMethod); thread.Start();

     

     

    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:

    代码 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。

    public   static   void  myStaticThreadMethod() {     Thread.Sleep( 3000 ); } Thread thread  =   new  Thread(myStaticThreadMethod); //  thread.IsBackground = true; 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、   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:

     

    代码 class  ThreadCounter : MyThread     {          private   static   int  count  =   0 ;          private   int  ms;          private   static   void  increment()         {              lock  ( typeof (ThreadCounter))   //  必须同步计数器             {                 count ++ ;             }         }          private   static   void  decrease()         {              lock  ( typeof (ThreadCounter))             {                 count -- ;             }         }          private   static   int  getCount()         {              lock  ( typeof (ThreadCounter))             {                  return  count;             }         }          public  ThreadCounter( int  ms)         {              this .ms  =  ms;         }          override   public   void  run()         {             increment();             Thread.Sleep(ms);             Console.WriteLine(ms.ToString() + " 毫秒任务结束 " );             decrease();              if  (getCount()  ==   0 )                 Console.WriteLine( " 所有任务结束 " );         }     } ThreadCounter counter1  =   new  ThreadCounter( 3000 ); ThreadCounter counter2  =   new  ThreadCounter( 5000 ); ThreadCounter counter3  =   new  ThreadCounter( 7000 ); counter1.start(); counter2.start(); counter3.start();

     

     

       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:

    代码         public  ThreadCounter( int  ms)         {              this .ms  =  ms;             increment();         }      使用Thread.join方法演示     private   static   void  threadMethod(Object obj) {     Thread.Sleep(Int32.Parse(obj.ToString()));     Console.WriteLine(obj  +   " 毫秒任务结束 " ); } private   static   void  joinAllThread( object  obj) {     Thread[] threads  =  obj  as  Thread[];      foreach  (Thread t  in  threads)         t.Join();     Console.WriteLine( " 所有的线程结束 " ); } static   void  Main( string [] args) {     Thread thread1  =   new  Thread(threadMethod);     Thread thread2  =   new  Thread(threadMethod);     Thread thread3  =   new  Thread(threadMethod);      thread1.Start( 3000 );      thread2.Start( 5000 );      thread3.Start( 7000 );      Thread joinThread  =   new  Thread(joinAllThread);      joinThread.Start( new  Thread[] { thread1, thread2, thread3 }); }

     

    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。


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