C#多线程编程

Posted 2021-04-21 面向对象程序设计课程小助手

NO.1 使用线程的理由

1

可以使用线程将代码同其他代码隔离，提高应用程序的可靠性；

2

可以使用线程来简化编码；

3

可以使用线程来实现并发执行。

NO.2 基本知识

1

进程与线程：进程作为操作系统执行程序的基本单位，拥有应用程序的资源，进程包含线程，进程的资源被线程共享，线程不拥有资源；

2

前台线程和后台线程：通过Thread类新建线程默认为前台线程。当所有前台线程关闭时，所有的后台线程也会被直接终止，不会抛出异常；

3

挂起（Suspend）和唤醒（Resume）：由于线程的执行顺序和程序的执行情况不可预知，所以使用挂起和唤醒容易发生死锁的情况，在实际应用中应该尽量少用；

4

阻塞线程（Join）：阻塞调用线程，直到该线程终止；

5

终止线程：

1）Abort：抛出 ThreadAbortException 异常让线程终止，终止后的线程不可唤醒。

2）Interrupt：抛出 ThreadInterruptException 异常让线程终止，通过捕获异常可以继续执行。

6

线程优先级：

1）AboveNormal；

2）BelowNormal；

3）Highest；

4）Lowest；

5）Normal，默认为Normal；

NO.3 线程的使用

      线程函数通过委托传递，可以不带参数，也可以带参数（只能有一个参数），可以用一个类或结构体封装参数。

namespace Test
{    class Program
   {        static void Main(string[] args)
       {
           Thread t1 = new Thread(new ThreadStart(TestMethod));
           Thread t2 = new Thread(new ParameterizedThreadStart(TestMethod));
           t1.IsBackground = true;
           t2.IsBackground = true;
           t1.Start();
           t2.Start("hello");
           Console.ReadKey();
       }        public static void TestMethod()
       {
           Console.WriteLine("不带参数的线程函数");
       }        public static void TestMethod(object data)
       {            string datastr = data as string;
           Console.WriteLine("带参数的线程函数，参数为：{0}", datastr);
       }
   }
}

NO.4 线程池

由于线程的创建和销毁需要耗费一定的开销，过多的使用线程会造成内存资源的浪费，出于对性能的考虑，于是引入了线程池的概念。线程池维护一个请求队列，线程池的代码从队列提取任务，然后委派给线程池的一个线程执行，线程执行完不会被立即销毁，这样既可以在后台执行任务，又可以减少线程创建和销毁所带来的开销。

　　线程池线程默认为后台线程（IsBackground）。

namespace Test
{    class Program
   {        static void Main(string[] args)
       {            //将工作项加入到线程池队列中，这里可以传递一个线程参数
           ThreadPool.QueueUserWorkItem(TestMethod, "Hello");
           Console.ReadKey();
       }        public static void TestMethod(object data)
       {            string datastr = data as string;
           Console.WriteLine(datastr);
       }
   }
}

NO.5 委托异步执行

      委托的异步调用：BeginInvoke() 和 EndInvoke()

namespace Test
{    public delegate string MyDelegate(object data);    class Program
   {        static void Main(string[] args)
       {
           MyDelegate mydelegate = new MyDelegate(TestMethod);
           IAsyncResult result = mydelegate.BeginInvoke("Thread Param", TestCallback, "Callback Param");            //异步执行完成
           string resultstr = mydelegate.EndInvoke(result);
       }        //线程函数
       public static string TestMethod(object data)
       {            string datastr = data as string;            return datastr;
       }        //异步回调函数
       public static void TestCallback(IAsyncResult data)
       {
           Console.WriteLine(data.AsyncState);
       }
   }
}

NO.6 线程同步

1

原子操作（Interlocked）：所有方法都是执行一次原子读取或一次写入操作。

2

lock()语句：避免锁定public类型，否则实例将超出代码控制的范围，定义private对象来锁定。

3

Monitor实现线程同步

    通过Monitor.Enter() 和 Monitor.Exit()实现排它锁的获取和释放，获取之后独占资源，不允许其他线程访问。

   还有一个TryEnter方法，请求不到资源时不会阻塞等待，可以设置超时时间，获取不到直接返回false。

4

ReaderWriterLock

   当对资源操作读多写少的时候，为了提高资源的利用率，让读操作锁为共享锁，多个线程可以并发读取资源，而写操作为独占锁，只允许一个线程操作。