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1、C#多线程技术,9.1 线程概述,9.2 创建并控制一个线程,9.3 线程的同步和通信,9.4 线程池和定时器,9.5 互斥对象,9.6 综合应用,9.1 线程概述,浏览器就是一个很好的多线程例子，在浏览器中可以在下载Java小应用程序或图像的同时滚动页面，在访问新页面时播放动画、声音并打印文件等。 多线程程序中，在一个线程必须等待时，CPU可以运行其他线程而不是等待，这就大大提高了程序的效率。 然而，我们只有认识到线程本身可能存在影响系统性能的不利方面，才能正确使用线程。不利方面主要有： （1）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。 （2）多线程需要协调和管理，所以需要
2、占用CPU时间来跟踪线程。 （3）线程之间对共享资源的访问会相互影响，必须解决争用共享资源的问题。 （4）线程太多会导致控制太复杂，最终可能造成很多Bug。,9.1 线程概述,当启动一个可执行程序时，将创建一个主线程，默认情况下，C#程序具有一个线程。此线程执行程序中以Main方法开始和结束的代码。Main直接或间接执行的每一个命令都由默认线程（或主线程）执行，当Main返回时此线程也将终止。例如，创建一个Windows窗体应用程序，打开其中的“Program.cs”文件，其代码如下： static class Program / /应用程序的主入口点 / STAThread static v
3、oid Main() Application.EnableVisualStyles(); Application.SetCompatibleTextRenderingDefault(false); Application.Run(new Form1(); ,9.2 创建并控制一个线程,9.2.1 线程的创建 通过实例化一个Thread对象就可以创建一个线程。创建新的Thread对象时，将创建新的托管线程。Thread类接收一个ThreadStart委托或ParameterizedThreadStart委托的构造函数，该委托包装了调用Start方法时由新线程调用的方法。示例代码如下： Threa
4、d thread = new Thread(new ThreadStart(method);/创建线程 thread.Start(); /启动线程 上述代码实例化了一个Thread对象，并指明了将要调用的方法method，然后启动线程。ThreadStart委托中作为参数的方法不需要参数，并且没有返回值。ParameterizedThreadStart委托一个对象为参数，利用这个参数可以很方便地向线程传递参数。示例代码如下： Thread thread = new Thread(new ParameterizedThreadStart(method); /创建线程 thread.Start(3
5、); /启动线程并传参数3 Thread类的常用属性和方法如表9.1和表9.2所示。,9.2.2 线程的暂停和恢复,线程通过调用Suspend方法来暂停线程。当线程针对自身调用Suspend方法时，调用将会阻止，直到另一个线程继续该线程。当一个线程针对另一个线程调用Suspend方法时，调用是非阻止调用，这会导致另一个线程暂停。线程通过调用Resume方法来恢复被暂停的线程。无论调用了多少次Suspend方法，调用Resume方法均会使另一个线程脱离挂起状态，并导致该线程继续执行。示例代码如下： Thread thread = new Thread(new ThreadStart(method
6、);/创建线程 thread.Start(); /启动线程 thread.Suspend(); /暂停线程 threadResume(); /恢复线程,9.2.3 删除线程,线程的Abort方法用于永久地停止托管线程。调用Abort方法时，CLR在目标线程中引发ThreadAbortException，目标线程可捕捉此异常。一旦线程被终止，它将无法重新启动。 如果在应用程序中使用了多线程，辅助线程还没有执行完毕，在关闭窗体时必须关闭辅助线程，否则会引发异常。示例代码如下： Thread thread = new Thread(new ThreadStart(method); /创建线程 thr
7、ead.Start(); /启动线程 if(thread.IsAlive) thread.Abort; /关闭线程,9.2.4 线程的状态及优先级,注意Thread.ThreadState这个属性，它代表了线程运行时的状态，在不同的情况下有不同的值，有时通过对该值的判断来设计程序流程。ThreadState在各种情况下的可能取值如表9.3所示。,表9.3 线程的状态及说明,9.2.4 线程的状态及优先级,【例EX9_1】设计WinForm应用程序来体现线程的优先级， 设计步骤如下： （1）新建WinForm项目 新建WinForm项目并命名为“EX9_1”。 （2）添加控件并设置属性 在For
8、m1的设计视图中将此窗体调整到适当的大小并将 Text属性设置为“线程的优先级”。从工具箱中拖曳1个Button和1个Textbox控件到窗体中，如图9.1所示布局控件。将button1的“Text”属性设置为“停止循环”，textBox1的“Multiline”属性设置为“True”。 （3）添加命名空间 所要添加的命名空间为： using System.Threading;,9.2.4 线程的状态及优先级,（4）添加字段 所添加的字段如下： bool m_bContinue=true; /是否停止循环 string str1 = “; /存放线程1的运行结果 string str2 = “
9、; /存放线程2的运行结果 （5）添加方法 方法名为ThreadMethod，代码如下。 （6）添加事件及代码 分别双击Form1窗体和“停止循环”按钮，其事件代码分别如下所示。,9.2.4 线程的状态及优先级,（7）运行程序 运行程序并单击“停止循环”按钮，结果如图9.1所示。,图9.1 例EX9_1运行的结果,9.3 线程的同步和通信,9.3.1 lock关键字 在多线程环境下，可能带来这样的问题：几个线程同时执行一个函数，导致数据混乱，产生不可预料的结果，所以必须避免这种情况发生。C#提供了一个关键字lock，它可以把一段代码定义为互斥段。互斥段在一个时刻只允许一个线程进入执行，而其他线
10、程必须等待。在C#中，关键字lock定义如下： lock(expression) statement_block /将要执行的代码 expression代表希望跟踪的对象，通常是对象引用。一般地，保护一个类的实例，可以使用this；而保护一个静态变量（如互斥代码段在一个静态方法内部），使用类名就可以了。statement_block就是互斥段的代码，这段代码在一个时刻只能被一个线程执行。,9.3.1 lock关键字,【例EX9_2】设计控制台应用程序来体现lock关键字的使用。 设计步骤如下： （1）新建控制台应用程序 新建控制台应用程序并命名为“EX9_2”。 （2）添加类 添加类，类名为“
11、Account”，其代码如下所示。 （3）添加命名空间 所要添加的命名空间为： using System.Threading;,9.3.1 lock关键字,（4）添加Main方法中的代码 所添加的代码如下： class Program static void Main(string args) Thread threads = new Thread10; Account acc = new Account(200); /实例化Account对象，开始位置为200 for (int i = 0; i 10; i+) /实例化10个线程 Thread t = new Thread(new Thre
12、adStart(acc.DoTransactions); threadsi = t; for (int i = 0; i 10; i+) /开启这10个线程 threadsi.Start(); ,9.3.1 lock关键字,（5）运行程序 按“Ctrl+F5”组合键运行程序，程序的运行结果如图9.2所示。从图中可以看出开始的位置不断地修正到0点位置。只要lock语句存在，语句块就是临界区并且 balance永远不会是负数。,图9.2 例EX9_2运行的结果,9.3.2 线程监视器,多线程公用一个对象时，也会出现和公用代码类似的问题，这种问题就不应使用lock关键字，而要用到System.Thr
13、eading中的一个类Monitor，称为监视器，Monitor提供了使线程共享资源的方案。Monitor的常用方法及说明如表9.4所示。,表9.4 Monitor类的常用方法及说明,9.3.2 线程监视器,下面的代码说明了使用Monitor锁定一个对象queue的情形： /方法 Queue queue = new Queue(); /新建对象queue Monitor.Enter(queue); try /现在Queue对象只能被当前线程操纵了 finally Monitor.Exit(queue); /释放锁 ,9.3.3 线程间的通信,实际上，互斥和同步对应着线程间通信发生的两种情况：
14、（1）当有多个线程访问共享资源而不使资源被破坏时。 （2）当一个线程需要将某个任务已经完成的情况通知另外一个或多个线程时。 【例EX9_3】线程间的通信。 设计步骤如下： （1）新建WinForm应用程序 新建控制台应用程序并命名为“EX9_3”。 （2）添加命名空间 切换到代码设计视图。因为涉及线程操作，所以添加命名空间： using System.Threading; （3）添加类 添加学生类“Student”，代码如下。,9.3.3 线程间的通信,添加线程1类，主要用于添加学生信息，代码如下： public class Thread1 private Student student; p
15、ublic Thread1(Student student) this.student = student; public void run() int i = 0; while (true) i+; student.Add(“学生“ + i.ToString(), “0811“ + i.ToString(); ,9.3.3 线程间的通信,添加线程2类，主要用于获取学生信息，代码如下： public class Thread2 private Student student; public Thread2(Student student) this.student = student; pub
16、lic void run() while (true) student.GetInfo(); ,9.3.3 线程间的通信,（4）添加Main方法中的代码 所添加的代码如下： class Program static void Main(string args) Student student = new Student(); /实例化学生类 new Thread(new ThreadStart(new Thread1(student).run).Start();/添加学生信息 new Thread(new ThreadStart(new Thread2(student).run).Start();/读取学生信息 ,
