IT工程師數位筆記本

線程基礎

一個進程由若干個線程組成，線程是程序執行的基本原子單位。線程是"進程"中某個單一順序的控制流，線程是進程中的一個基本執行流，每個線程都有自己專屬的寄存器（程序計數器、棧指針等），代碼共享區，不同的線程可以執行同樣的方法。

    多線程可以實現并行處理，可以避免某項任務長時間占用CPU時間，需要注意的是，多線程程序對于效率，應該根據任務不同的要求來選擇。

線程的命名空間System.Threading

    Thread類是線程中最重要的一個，Thread類提供了創建并控制線程，設置其優先級并獲取其狀態的方法。

    Thread類的聲明：

class ThreadSimple

{

//靜態線程函數

public static void ThreadMethodExample()

{

}

}

//調用靜態方法

Thread threadSimple = new Thread(ThreadSimple.ThreadMethodExample);

或：

class ThreadSimple

{

//靜態線程函數

public static void ThreadMethodExample()

{

}

//調用靜態方法

//Thread threadSimple = new Thread(ThreadSimple.ThreadMethodExample);

Thread threadSimple = new Thread(new ThreadStart(ThreadMethodExample));

}

1. 線程啟動、結束

   Thread類的常用方法：

   1. IsAlive:判斷線程是否處于活動狀態
   2. Name:線程的名稱
   3. Priority：ThreadPriority枚舉類型，代表線程的優先級{Normal,AboveNormal,BelowNormal,Highest,Lowest}
   4. ThreadState：ThreadState枚舉類型，代表線程的狀態 { Running(線程已啟動，正在執行) , StopRequested(正在請求停止此線程), SuspendRequested（正在請求掛起此線程）, Background（線程正在被作為后臺線程執行）, Unstarted（尚未啟動線程）,Stopped（線程已經停止）,WaitSleepJoin（線程已經被阻止）,Suspended（線程已經掛起）,AbortRequested（對線程調用了Thread.Abort()方法但是線程尚未收到試圖終止它的掛起的System.Threading.ThreadAbortException） , Aborted(線程狀態包括AbortRequested，并且該線程現在已死，但其狀態尚未更改為Stopped) }
   5. Start：啟動一個線程
   6. Suspend：掛起一個線程的運行（暫停、中斷）
   7. Resume：繼續被掛起的線程，恢復被Suspend()方法掛起的線程的執行
   8. Abort()：結束一個線程的運行，終止線程
   9. Sleep()：線程的休眠，使線程進入一定時間的休眠狀態，時間一到，線程繼續執行
2. 線程間數據同步
   1. 線程間數據共享

      多線程編程中，如果線程間需要共享數據，需要把共享的數據設置為靜態類型的，此時可以使用static關鍵字

   2. Lock語句同步數據訪問

      線程之間的同步和通信處理，兩個線程需要同時操作一個隊列，一個線程進行添加操作，另一個線程進行取用元素操作。

      lock關鍵字將語句塊標記為臨界區，方法是獲取給定對象的互斥鎖，執行語句，然后釋放該鎖。Lock的語法：lock(expression)statement_block【其中expression是加鎖對象，必須是引用類型，不能是數值類型，statement_block代表正在訪問的共享資源的程序段】，

      lock語句可以很好地實現互斥操作，從而保護數據在某個時刻內只有一個線程可以操作該數據，直至操作完成才允許其他線程進行操作，這樣就實現了按順序操作的設計，從而避免不可預料的情況發生。

public static void MethodSubB()

{

do

{

lock(lockExample)

{

i-=1;

Console.WriteLine("線程2開始，共享數據為：i={0}",i);

Thread.Sleep(2000); //線程A休眠2秒

Console.WriteLine("線程2結束，共享數據值i={0}",i);

}

} while (true);

}

　　　　線程可以使用Mutex.WaitOne()方法釋放這個對象，而在此期間，其他想要獲取這個Mutex對象的線程都只能等待。

Monitor類用于鎖定對象，一個線程只有得到這把鎖才能對該對象進行操作，對象鎖保證了在可能引起混亂的情況下，一個時刻只有一個線程可以訪問這個對象。

Monitor必須和一個具體的對象相關聯，但由于它是一個靜態類，所以不能使用它來定義對象，而且它的所有方法都是靜態的，不能使用對象來引用。

當一個線程調用Monitor.Enter()方法鎖定對象時，這個對象就歸它所有了，其他線程想要訪問這個對象，只有等待它調用Monitor.Exit()方法釋放鎖。

            Monitor類主要成員

private static Object sObjectA = new Object();

private static Object sObjectB = new Object();

public static void DemoA()

{

if(Monitor.TryEnter(sObjectA,1000))

{

Thread.Sleep(1000);

if (Monitor.TryEnter(sObjectB, 2000))

{

Monitor.Exit(sObjectB);

}

else

{

Console.WriteLine("TryEnter SObjectB超時...");

}

Monitor.Exit(sObjectA);

}

Console.WriteLine("執行DemoA");

}

public static void DemoB()

{

if (Monitor.TryEnter(sObjectB, 1000))

{

Thread.Sleep(1000);

if (Monitor.TryEnter(sObjectA, 2000))

{

Monitor.Exit(sObjectA);

}

else

{

Console.WriteLine("TryEnter SObjectA超時...");

}

Monitor.Exit(sObjectB);

}

Console.WriteLine("執行DemoB");

}

static void Main(string[] args)

{

Thread threadA = new Thread(DemoA);

Thread threadB = new Thread(DemoB);

threadA.Start();

threadB.Start();

Thread.Sleep(4000);

Console.WriteLine("線程結束");

}

　　　　在不傳遞參數的情況下，可以使用ThreadStart代理來執行函數，如果要傳遞參數給執行函數，則可使用ParameterizedThreadStart代理來鏈接函數

　　　　Thread類的4個重載的構造函數

　　　　　　1.Thread(ThreadStart)[初始化Thread類的新實例]

　　　　　　2.Thread(ParameterizedThreadStart)

　　　　　　[初始化Thread類的新實例，指定允許對象在線程啟動時傳遞給線程的委托]

　　　　　　3.Thread(ParameterizedThreadStart，Int32)

　　　　　　4.Thread(ThreadStart,Int32)

　　　　　　[初始化Thread類的新實例，并指定線程的最大堆棧]

實例：

class ThreadDemo

{

public int paraA, paraB;

public void MethodDemo()

{

Console.WriteLine("paraA={0},paraB={1}", paraA, paraB);

}

public void Print(object obj)

{

Console.WriteLine("傳入的參數是{0}", obj.ToString());

}

}

static void Main(string[] args)

{

ThreadDemo A = new ThreadDemo();

A.paraA = 2;

A.paraB = 3;

Thread threadA = new Thread(new ThreadStart(A.MethodDemo));

threadA.Start();

Thread threadB = new Thread(new ParameterizedThreadStart(new ThreadDemo().Print));

threadB.Start(" 這是傳入的參數");

Console.Write("Press any key to continue...");

Console.ReadKey();

}

　　6.線程池ThreadPool

線程池是可以在后臺執行多個任務的線程集合，這使得主線程可以自由地異步執行其他任務。一旦池中的某個線程任務完成，它將返回到等待線程隊列中等待在此被使用。線程池線程都是后臺線程。

以下情況應該使用單獨的線程不宜使用線程池

1.線程需要指定優先級

2.線程執行的時間較長

3.線程在單獨的線程apartment中

4.在線程執行的過程中對線程存在操作

static void MethodA(object num)

{

int QueueNum = (int)num;

Console.WriteLine("線程號：{0}", QueueNum);

//輸出空行，為了美觀

Console.WriteLine();

}

static void Main(string[] args)

{

for (int i = 0; i < 5; i++)

{

//在線程池中創建線程池線程來執行指定的方法（用WaitCallBack來表示），并將此線程排入線程池的隊列等待執行

ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(MethodA), i);

}

}