C#多线程学习(四) 多线程的自动管理(线程池)

C#多线程学习(四)
多线程的自动管理(线程池)

在多线程的程序中，经常会出现两种情况：
一种情况： 应用程序中，线程把大部分的时间花费在等待状态，等待某个事件发生，然后才能给予响应

这一般使用ThreadPool（线程池）来解决；
另一种情况：线程平时都处于休眠状态，只是周期性地被唤醒

这一般使用Timer（定时器）来解决；
ThreadPool类提供一个由系统维护的线程池（可以看作一个线程的容器），该容器需要 Windows 2000 以上系统支持，因为其中某些方法调用了只有高版本的Windows才有的API函数。
将线程安放在线程池里，需使用ThreadPool.QueueUserWorkItem()方法，该方法的原型如下：
//将一个线程放进线程池，该线程的Start()方法将调用WaitCallback代理对象代表的函数

public static bool QueueUserWorkItem(WaitCallback);
//重载的方法如下，参数object将传递给WaitCallback所代表的方法

public static bool QueueUserWorkItem(WaitCallback, object);

注意：

ThreadPool类是一个静态类，你不能也不必要生成它的对象。而且一旦使用该方法在线程池中添加了一个项目，那么该项目将是无法取消的。
在这里你无需自己建立线程，只需把你要做的工作写成函数，然后作为参数传递给ThreadPool.QueueUserWorkItem()方法就 行了，传递的方法就是依靠WaitCallback代理对象，而线程的建立、管理、运行等工作都是由系统自动完成的，你无须考虑那些复杂的细节问题。

ThreadPool 的用法：

首先程序创建了一个ManualResetEvent对象，该对象就像一个信号灯，可以利用它的信号来通知其它线程。

本例中，当线程池中所有线程工作都完成以后，ManualResetEvent对象将被设置为有信号，从而通知主线程继续运行。
ManualResetEvent对象有几个重要的方法：

初始化该对象时，用户可以指定其默认的状态（有信号/无信号）；

在初始化以后，该对象将保持原来的状态不变，直到它的Reset()或者Set()方法被调用：

Reset()方法：将其设置为无信号状态；

Set()方法：将其设置为有信号状态。

WaitOne()方法：使当前线程挂起，直到ManualResetEvent对象处于有信号状态，此时该线程将被激活。然后，程序将向线程池中添加工 作项，这些以函数形式提供的工作项被系统用来初始化自动建立的线程。当所有的线程都运行完了以后，ManualResetEvent.Set()方法被调 用，因为调用了ManualResetEvent.WaitOne()方法而处在等待状态的主线程将接收到这个信号，于是它接着往下执行，完成后边的工 作。

ThreadPool 的用法示例：
using System;

using System.Collections;

using System.Threading;

namespace ThreadExample

{

//这是用来保存信息的数据结构，将作为参数被传递

public class SomeState

{

public int Cookie;

public SomeState(int iCookie)

{

Cookie = iCookie;

}

}

public class Alpha

{

public Hashtable HashCount;

public ManualResetEvent eventX;

public static int iCount = 0;

public static int iMaxCount = 0;

public Alpha(int MaxCount)

{

HashCount = new Hashtable(MaxCount);

iMaxCount = MaxCount;

}

//线程池里的线程将调用Beta()方法

public void Beta(Object state)

{

//输出当前线程的hash编码值和Cookie的值

Console.WriteLine(" {0} {1} :", Thread.CurrentThread.GetHashCode(),((SomeState)state).Cookie);

Console.WriteLine("HashCount.Count=={0}, Thread.CurrentThread.GetHashCode()=={1}", HashCount.Count, Thread.CurrentThread.GetHashCode());

lock (HashCount)

{

//如果当前的Hash表中没有当前线程的Hash值，则添加之

if (!HashCount.ContainsKey(Thread.CurrentThread.GetHashCode()))

HashCount.Add (Thread.CurrentThread.GetHashCode(), 0);

HashCount[Thread.CurrentThread.GetHashCode()] =

((int)HashCount[Thread.CurrentThread.GetHashCode()])+1;

}

int iX = 2000;

Thread.Sleep(iX);

//Interlocked.Increment()操作是一个原子操作，具体请看下面说明

Interlocked.Increment(ref iCount);

if (iCount == iMaxCount)

{

Console.WriteLine();

Console.WriteLine("Setting eventX ");

eventX.Set();

}

}

}

public class SimplePool

{

public static int Main(string[] args)

{

Console.WriteLine("Thread Pool Sample:");

bool W2K = false;

int MaxCount = 10;//允许线程池中运行最多10个线程

//新建ManualResetEvent对象并且初始化为无信号状态

ManualResetEvent eventX = new ManualResetEvent(false);

Console.WriteLine("Queuing {0} items to Thread Pool", MaxCount);

Alpha oAlpha = new Alpha(MaxCount);

//创建工作项

//注意初始化oAlpha对象的eventX属性

oAlpha.eventX = eventX;

Console.WriteLine("Queue to Thread Pool 0");

try

{

//将工作项装入线程池

//这里要用到Windows 2000以上版本才有的API，所以可能出现NotSupportException异常

ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(oAlpha.Beta), new SomeState(0));

W2K = true;

}

catch (NotSupportedException)

{

Console.WriteLine("These API's may fail when called on a non-Windows 2000 system.");

W2K = false;

}

if (W2K)//如果当前系统支持ThreadPool的方法.

{

for (int iItem=1;iItem < MaxCount;iItem++)

{

//插入队列元素

Console.WriteLine("Queue to Thread Pool {0}", iItem);

ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(oAlpha.Beta), new SomeState(iItem));

}

Console.WriteLine("Waiting for Thread Pool to drain");

//等待事件的完成，即线程调用ManualResetEvent.Set()方法

eventX.WaitOne(Timeout.Infinite,true);

//WaitOne()方法使调用它的线程等待直到eventX.Set()方法被调用

Console.WriteLine("Thread Pool has been drained (Event fired)");

Console.WriteLine();

Console.WriteLine("Load across threads");

foreach(object o in oAlpha.HashCount.Keys)

Console.WriteLine("{0} {1}", o, oAlpha.HashCount[o]);

}

Console.ReadLine();

return 0;

}

}

}

}

程序中应该引起注意的地方：

SomeState类是一个保存信息的数据结构，它在程序中作为参数被传递给每一个线程，因为你需要把一些有用的信息封装起来提供给线程，而这种方式是非常有效的。

程序出现的InterLocked类也是专为多线程程序而存在的，它提供了一些有用的原子操作。
原子操作：就是在多线程程序中，如果这个线程调用这个操作修改一个变量，那么其他线程就不能修改这个变量了，这跟lock关键字在本质上是一样的。
程序的输出结果：

我们应该彻底地分析上面的程序，把握住线程池的本质，理解它存在的意义是什么，这样才能得心应手地使用它。

作者： XuGang 网名：钢钢

出处： http://xugang.cnblogs.com

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钢钢

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posted on 2008-03-23 17:06
钢钢 阅读(16256)
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#1楼 2010-02-05 16:22
走在IT路上的蜗牛
你这系列的几个文章写的都非常好，

我正处于开始学习阶段，看了你的这几篇文章，明白了许多线程是怎么样的。

但这一篇的你的结果和我执行的不一样，

为什么你的HashCount.Count==2 最终的输入的是2呢。

而且下面最后输出也输出了8条，而且我算了一下那个Thread.CurrentThread.GetHashCode()不同的值也点确是8个。

还有就是

Queue to Thread Pool 3

Queue to Thread Pool 4

Queue to Thread Pool 5

2 0 :

HashCount.Count==0, Thread.CurrentThread.GetHashCode()==2

Queue to Thread Pool 6

Queue to Thread Pool 7

Queue to Thread Pool 8

在这个输出结果中间怎么会中断循环，会输出一个线程池里的内容呢

　回复　引用　查看　
#2楼 2011-05-18 13:46
情人节最后的礼物
能力到达一定的高度，就要开始带新人，这就是大师！　回复　引用　查看　
#3楼 2011-07-08 10:10
jiangty

我的输出结果：

Thread Pool Sample:

Queuing 10 items to Thread Pool

Queue to Thread Pool 0

Queue to Thread Pool 1

Queue to Thread Pool 2

Queue to Thread Pool 3

Queue to Thread Pool 4

Queue to Thread Pool 5

Queue to Thread Pool 6

Queue to Thread Pool 7

Queue to Thread Pool 8

Queue to Thread Pool 9

Waiting for Thread Pool to drain

3 0 :

HashCount.Count==0, Thread.CurrentThread.GetHashCode()==3

4 1 :

HashCount.Count==1, Thread.CurrentThread.GetHashCode()==4

5 2 :

HashCount.Count==2, Thread.CurrentThread.GetHashCode()==5

4 3 :

HashCount.Count==3, Thread.CurrentThread.GetHashCode()==4

3 4 :

HashCount.Count==3, Thread.CurrentThread.GetHashCode()==3

6 5 :

HashCount.Count==3, Thread.CurrentThread.GetHashCode()==6

5 6 :

HashCount.Count==4, Thread.CurrentThread.GetHashCode()==5

4 7 :

HashCount.Count==4, Thread.CurrentThread.GetHashCode()==4

6 8 :

HashCount.Count==4, Thread.CurrentThread.GetHashCode()==6

3 9 :

HashCount.Count==4, Thread.CurrentThread.GetHashCode()==3

Setting eventX

Thread Pool has been drained (Event fired)

Load across threads

6 2

5 2

4 3

3 3

　回复　引用　查看　
#4楼 2011-07-11 14:52
wanmingtom

楼主，如果我想用线程处理数以万计的数据，但是线程数量不能太多，请问该怎么办呢　回复　引用　查看　
#5楼 2011-08-13 11:02
Code0Chen

还是不太明白。。

eventX.Set();这是什么意思啊。

Console.WriteLine(" {0} {1} :", Thread.CurrentThread.GetHashCode(),((SomeState)state).Cookie);

Console.WriteLine("HashCount.Count=={0}, Thread.CurrentThread.GetHashCode()=={1}",HashCount.Count, Thread.CurrentThread.GetHashCode());

这两句应该一前一后都输出啊。。可我的结果是错位的

http://b92.photo.store.qq.com/http_imgload.cgi?/rurl4_b=229c733fdeb3e97f4629185ea73c58f0e5360bd7e307d3533b9d43afe288b0a572a3398083e73e9fb76ff50dfe0a31bc1133186970dac17669ddfaef946c146a961bbeb540eacb3173781a0028124bff2d11d964&a=92&b=92" border="0" >　回复　引用　查看　
#6楼
2011-08-1311:03
Code0Chen

@Code0Chen

类似这样

6 5 :

5 6 :

HashCount.Count==4, Thread.CurrentThread.GetHashCode()==5

HashCount.Count==3, Thread.CurrentThread.GetHashCode()==6 　回复　引用　查看