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[深入学习C#]C#实现多线程的方法:线程(Thread类)和线程池(ThreadPool)

2017-11-16 10:17 881 查看

简介

  使用线程的主要原因:应用程序中一些操作需要消耗一定的时间,比如对文件、数据库、网络的访问等等,而我们不希望用户一直等待到操作结束,而是在此同时可以进行一些其他的操作。
  这就可以使用线程来实现。
  本文主要介绍关于Thread和ThreadPool的基础知识。

Thread类

  基本用法

  使用Thread类可以创建和控制线程,在下面的示例代码中,Thread类的构造函数重载为接受ThreadStart和ParameterizedThreadStart类型的委托参数。ThreadStart委托定义了一个返回类型为void的无参数方法,在创建Thread对象后,就可以用Start()方法启动线程。

using System;
using System.Threading;

namespace ThreadDemo
{
class Program
{
static void Main()
{
var t1 = new Thread(ThreadMain);
t1.Start();
Console.WriteLine("This is the main thread.");
}
static void ThreadMain()
{
Console.WriteLine("Running in a thread.");
}
}
}


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  程序执行结果,得到两个线程的输出:
  This is the main thread.
  Running in a thread.
  我们知道,我们并不能保证那个结果先输出,这由操作系统调度决定。

  在前文中,我们探讨了将Lambda表达式和异步委托结合使用,这里我们也使用Lambda表达式与来给Thread类构造函数传递参数:
  

using System.Threading;

namespace ThreadDemo
{
class Program
{
static void Main()
{
var t1 = new Thread(()=>Console.WriteLine("Running in a thread, id : {0}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId));
t1.Start();
Console.WriteLine("This is the main thread, id : {0}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}
}
}


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  在应用程序的输出中,我们可以看到线程id,当然,每次运行的结果不一定一样,因为系统每次分配的线程是独立的。
  This is the main thread, id : 1.
  Running in a thread, id : 3.

  给线程传递数据

  前面的例子中,我们开启的新线程只是执行了一个简单的输出指令,并没有线程中的方法赋予参数。现在我们来探讨如何给线程传递参数,也就是传递数据。
  一种方式是使用带ParameterizedThreadStart委托参数的Thread构造函数;
  另一种方法是将自定义的方法传递给线程,然后启动线程。
  
  ● 方法一:使用ParameterizedThreadStart委托。
  该委托的实例方法必须带有一个object参数,而且返回类型为void。
  假设该委托实例方法如下:

static void ThreadMainWithParameters(object o)
{
...
...
}


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  那么我可以这样开启线程:

var o = new object();
var t1 = new Thread(ThreadMainWithParameters);
t1.Start(o);


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  ● 方法二:使用自定义方法。
  假设我们有一个MyThread类,该类有一个方法ThreaMain():

public class MyThread
{
...
...
public void ThreadMain()
{
...
...
}
...
...
}


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  开启线程方法如下: 

var o = new MyThread();
var t1 =new Thread(o.ThreadMain);
t1.Start();


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线程池

  我们知道,线程的创建需要时间。 如果有不同的小任务要完成,我们就可以事先创建许多线程, 在应完成这些任务时发出请求。 这个线程数最好在需要更多的线程时增加,在需要释放资源时减少。
  这些线程就是放在线程池中,C#为我们提供了一个管理线程池的类:ThreadPool。
  它会在需要的时候增减线程池中的线程数,如果线程池中线程数到达上限,新的作业就需要排队等待其他线程完成其任务。
  
  下面的示例应用程序首先要读取工作线程和 I/O线程的最大线程数,把这些信息写入控制台中。接着在for循环中,调用 ThreadPool.QueueUserWorkItem()方法,传递一个WaitCallBack类型的委托,把 JobForThread()方法赋予线程池中的线程。线程池收到这个请求后,就会从池中选择一个线程,来调用该方法。 如果线程池还没有运行,就会创建一个线程池,并启动第一个线程。 如果线程池己经在运行,且有一个空闲线程来完成该任务,就把该作业传递给这个线程。
  

using System;
using System.Threading;

namespace ThreadDemo
{
class program
{
static void Main()
{
int nWorkThreads;
int nCompletionPortThreads;
ThreadPool.GetMaxThreads(out nWorkThreads, out nCompletionPortThreads);
Console.WriteLine("Max worker threads: {0}, I/O completion threads: {1}",nWorkThreads, nCompletionProtThreads);
for(int i = 0; i < 5; i++)
{
ThreadPool.QueueUserWorkItem(JobForAThread);
}
Thread.Sleep(3000);
}

static void JobForAThread(object state)
{
for(int i = 0; i < 3; i++)
{
Console.WriteLine("loop {0}, running inside pooled thread {1}", i, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
Thread.Sleep(50);
}
}
}
}


using System; using System.Threading; namespace ThreadDemo { class program { static void Main() { int nWorkThreads; int nCompletionPortThreads; ThreadPool.GetMaxThreads(out nWorkThreads, out nCompletionPortThreads); Console.WriteLine("Max worker threads: {0}, I/O completion threads: {1}",nWorkThreads, nCompletionProtThreads); for(int i = 0; i < 5; i++) { ThreadPool.QueueUserWorkItem(JobForAThread); } Thread.Sleep(3000); } static void JobForAThread(object state) { for(int i = 0; i < 3; i++) { Console.WriteLine("loop {0}, running inside pooled thread {1}", i, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Thread.Sleep(50); } } } }

  读者运行该程序的结果可能与此不同,也可以改变作业的睡眠时间和要处理的作业数,得到完全不同的结果。
  


  线程池使用起来很简单,但它有一些限制 :
  ● 线程池中的所有线程都是后台线程 。 如果进程的所有前台线程都结束了,所有的后台线程就会停止。 不能把入池的线程改为前台线程 。
  ● 不能给入池的线程设置优先级或名称。
  ● 对于 COM对 象,入池的所有线程都是多线程单元(multit-threaded apartment , MTA)线程。 许 COM对象都需要单线程单元(single-threaded apartment , STA)线 程。
  ● 入池的线程只能用于时间较短的任务。 如果线程要一直运行(如Word的拼写检查器线程),就应使用Thread类创建一个线程。
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