C# 多線程

多線程

線程的定義是程序的執(zhí)行路徑。每個(gè)線程都定義了一個(gè)獨(dú)特的控制流，如果應(yīng)用程序涉及到復(fù)雜且耗時(shí)的操作，那么設(shè)置不同的線程執(zhí)行路徑會(huì)非常有好處，因?yàn)槊總€(gè)線程會(huì)被指定于執(zhí)行特定的工作。

線程實(shí)際上是輕量級(jí)進(jìn)程。一個(gè)常見(jiàn)的使用線程的實(shí)例是現(xiàn)代操作系統(tǒng)中的并行編程。使用線程不僅有效地減少了 CPU 周期的浪費(fèi)，同時(shí)還提高了應(yīng)用程序的運(yùn)行效率。

到目前為止我們所編寫的程序都是以一個(gè)單線程作為應(yīng)用程序的運(yùn)行的，其運(yùn)行過(guò)程均為單一的。但是，在這種情況下，應(yīng)用程序在同一時(shí)間只能執(zhí)行一個(gè)任務(wù)。為了使應(yīng)用程序可以同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)，需要將其被劃分為多個(gè)更小的線程。

線程的聲明周期

線程的生命周期開(kāi)始于對(duì)象的 System.Threading.Thread 類創(chuàng)建時(shí)，結(jié)束于線程被終止或是完成執(zhí)行時(shí)。下列各項(xiàng)為線程在生命周期中的各種狀態(tài)：

• 未啟動(dòng)狀態(tài)：線程實(shí)例已被創(chuàng)建但 Start 方法仍未被調(diào)用時(shí)的狀態(tài)。
• 就緒狀態(tài)：線程已準(zhǔn)備好運(yùn)行，正在等待 CPU 周期時(shí)的狀態(tài)。
• 不可運(yùn)行狀態(tài)：下面的幾種情況下線程是不可運(yùn)行的：
  • 已經(jīng)調(diào)用 Sleep 方法
  • 已經(jīng)調(diào)用 Wait 方法
  • 通過(guò) I/O 操作阻塞
• 死亡狀態(tài)：線程已完成執(zhí)行或已終止的狀態(tài)。

主線程

在 C# 中，System.Threading.Thread 類用于線程的工作。它允許創(chuàng)建并訪問(wèn)多線程應(yīng)用程序中的單個(gè)線程。進(jìn)程中第一個(gè)被執(zhí)行的線程稱為主線程。

當(dāng) C# 程序開(kāi)始執(zhí)行時(shí)，會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建主線程。使用 Thread 類創(chuàng)建的線程被主線程的子線程調(diào)用。通過(guò) Thread 類的 CurrentThread 屬性可以訪問(wèn)線程。

下面的程序演示了主線程的執(zhí)行：

using System;
using System.Threading;

namespace MultithreadingApplication
{
   class MainThreadProgram
   {
      static void Main(string[] args)
      {
         Thread th = Thread.CurrentThread;
         th.Name = "MainThread";
         Console.WriteLine("This is {0}", th.Name);
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

編譯執(zhí)行上述代碼，得到如下結(jié)果：

This is MainThread

Thread 類的屬性和方法

下表為 Thread 類一些常用的屬性：

下表為 Thread 類一些常用的方法：

線程的創(chuàng)建

線程是通過(guò)擴(kuò)展 Thread 類創(chuàng)建的，擴(kuò)展而來(lái)的 Thread 類調(diào)用 Start() 方法即可開(kāi)始子線程的執(zhí)行。示例：

using System;
using System.Threading;

namespace MultithreadingApplication
{
   class ThreadCreationProgram
   {
      public static void CallToChildThread()
      {
         Console.WriteLine("Child thread starts");
      }

      static void Main(string[] args)
      {
         ThreadStart childref = new ThreadStart(CallToChildThread);
         Console.WriteLine("In Main: Creating the Child thread");
         Thread childThread = new Thread(childref);
         childThread.Start();
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

編譯執(zhí)行上述代碼段，得到如下結(jié)果：

In Main: Creating the Child thread
Child thread starts

線程的管理

Thread 類提供了多種用于線程管理的方法。下面的示例調(diào)用了 sleep() 方法來(lái)在一段特定時(shí)間內(nèi)暫停線程：

using System;
using System.Threading;

namespace MultithreadingApplication
{
   class ThreadCreationProgram
   {
      public static void CallToChildThread()
      {
         Console.WriteLine("Child thread starts");

         // 令線程暫停 5000 毫秒
         int sleepfor = 5000; 

         Console.WriteLine("Child Thread Paused for {0} seconds", sleepfor / 1000);
         Thread.Sleep(sleepfor);
         Console.WriteLine("Child thread resumes");
      }

      static void Main(string[] args)
      {
         ThreadStart childref = new ThreadStart(CallToChildThread);
         Console.WriteLine("In Main: Creating the Child thread");
         Thread childThread = new Thread(childref);
         childThread.Start();
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

編譯執(zhí)行上述代碼，得到如下代碼段：

In Main: Creating the Child thread
Child thread starts
Child Thread Paused for 5 seconds
Child thread resumes

線程的銷毀

使用 Abort() 方法可銷毀線程。

在運(yùn)行時(shí)，通過(guò)拋出 ThreadAbortException 來(lái)終止線程。這個(gè)異常無(wú)法被捕獲，當(dāng)且僅當(dāng)具備 finally 塊時(shí)，才將控制送到 finally 塊中。

示例：

using System;
using System.Threading;

namespace MultithreadingApplication
{
   class ThreadCreationProgram
   {
      public static void CallToChildThread()
      {
         try
         {
            Console.WriteLine("Child thread starts");

            // 執(zhí)行一些任務(wù)，如計(jì)十個(gè)數(shù)
            for (int counter = 0; counter <= 10; counter++)
            {
               Thread.Sleep(500);
               Console.WriteLine(counter);
            }

            Console.WriteLine("Child Thread Completed");
         }

         catch (ThreadAbortException e)
         {
            Console.WriteLine("Thread Abort Exception");
         }
         finally
         {
            Console.WriteLine("Couldn't catch the Thread Exception");
         }
      }

      static void Main(string[] args)
      {
         ThreadStart childref = new ThreadStart(CallToChildThread);
         Console.WriteLine("In Main: Creating the Child thread");
         Thread childThread = new Thread(childref);
         childThread.Start();

         // 將主線程停止一段時(shí)間
         Thread.Sleep(2000);

         // 中止子線程
         Console.WriteLine("In Main: Aborting the Child thread");

         childThread.Abort();
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

編譯執(zhí)行上述代碼，得到如下結(jié)果：

In Main: Creating the Child thread
Child thread starts
0
1
2
In Main: Aborting the Child thread
Thread Abort Exception
Couldn't catch the Thread Exception