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C#的多線程機(jī)制探索(轉(zhuǎn)自天極網(wǎng))

[摘要]注:本文中出現(xiàn)的代碼均在.net Framework RC3環(huán)境中運(yùn)行通過   一.多線程的概念 Windows是一個(gè)多任務(wù)的系統(tǒng),如果你使用的是windows 2000及其以上版本,你可以通過任務(wù)管理器查看當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行的程序和進(jìn)程。什么是進(jìn)程呢?當(dāng)一個(gè)程序開始運(yùn)行時(shí),它就是一個(gè)進(jìn)程,進(jìn)程所指...
注:本文中出現(xiàn)的代碼均在.net Framework RC3環(huán)境中運(yùn)行通過

  一.多線程的概念



Windows是一個(gè)多任務(wù)的系統(tǒng),如果你使用的是windows 2000及其以上版本,你可以通過任務(wù)管理器查看當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行的程序和進(jìn)程。什么是進(jìn)程呢?當(dāng)一個(gè)程序開始運(yùn)行時(shí),它就是一個(gè)進(jìn)程,進(jìn)程所指包括運(yùn)行中的程序和程序所使用到的內(nèi)存和系統(tǒng)資源。而一個(gè)進(jìn)程又是由多個(gè)線程所組成的,線程是程序中的一個(gè)執(zhí)行流,每個(gè)線程都有自己的專有寄存器(棧指針、程序計(jì)數(shù)器等),但代碼區(qū)是共享的,即不同的線程可以執(zhí)行同樣的函數(shù)。多線程是指程序中包含多個(gè)執(zhí)行流,即在一個(gè)程序中可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)不同的線程來執(zhí)行不同的任務(wù),也就是說允許單個(gè)程序創(chuàng)建多個(gè)并行執(zhí)行的線程來完成各自的任務(wù)。瀏覽器就是一個(gè)很好的多線程的例子,在瀏覽器中你可以在下載JAVA小應(yīng)用程序或圖象的同時(shí)滾動(dòng)頁面,在訪問新頁面時(shí),播放動(dòng)畫和聲音,打印文件等。

多線程的好處在于可以提高CPU的利用率——任何一個(gè)程序員都不希望自己的程序很多時(shí)候沒事可干,在多線程程序中,一個(gè)線程必須等待的時(shí)候,CPU可以運(yùn)行其它的線程而不是等待,這樣就大大提高了程序的效率。

然而我們也必須認(rèn)識到線程本身可能影響系統(tǒng)性能的不利方面,以正確使用線程:
  • 線程也是程序,所以線程需要占用內(nèi)存,線程越多占用內(nèi)存也越多
  • 多線程需要協(xié)調(diào)和管理,所以需要CPU時(shí)間跟蹤線程
  • 線程之間對共享資源的訪問會(huì)相互影響,必須解決競用共享資源的問題
  • 線程太多會(huì)導(dǎo)致控制太復(fù)雜,最終可能造成很多Bug
基于以上認(rèn)識,我們可以一個(gè)比喻來加深理解。假設(shè)有一個(gè)公司,公司里有很多各司其職的職員,那么我們可以認(rèn)為這個(gè)正常運(yùn)作的公司就是一個(gè)進(jìn)程,而公司里的職員就是線程。一個(gè)公司至少得有一個(gè)職員吧,同理,一個(gè)進(jìn)程至少包含一個(gè)線程。在公司里,你可以一個(gè)職員干所有的事,但是效率很顯然是高不起來的,一個(gè)人的公司也不可能做大;一個(gè)程序中也可以只用一個(gè)線程去做事,事實(shí)上,一些過時(shí)的語言如fortune,basic都是如此,但是象一個(gè)人的公司一樣,效率很低,如果做大程序,效率更低——事實(shí)上現(xiàn)在幾乎沒有單線程的商業(yè)軟件。公司的職員越多,老板就得發(fā)越多的薪水給他們,還得耗費(fèi)大量精力去管理他們,協(xié)調(diào)他們之間的矛盾和利益;程序也是如此,線程越多耗費(fèi)的資源也越多,需要CPU時(shí)間去跟蹤線程,還得解決諸如死鎖,同步等問題?傊,如果你不想你的公司被稱為“皮包公司”,你就得多幾個(gè)員工;如果你不想讓你的程序顯得稚氣,就在你的程序里引入多線程吧!

本文將對C#編程中的多線程機(jī)制進(jìn)行探討,通過一些實(shí)例解決對線程的控制,多線程間通訊等問題。為了省去創(chuàng)建GUI那些繁瑣的步驟,更清晰地逼近線程的本質(zhì),下面所有的程序都是控制臺(tái)程序,程序最后的Console.ReadLine()是為了使程序中途停下來,以便看清楚執(zhí)行過程中的輸出。

好了,廢話少說,讓我們來體驗(yàn)一下多線程的C#吧!

  二.操縱一個(gè)線程

任何程序在執(zhí)行時(shí),至少有一個(gè)主線程,下面這段小程序可以給讀者一個(gè)直觀的印象:

//SystemThread.cs
using System;
using System.Threading;

namespace ThreadTest
{
  class RunIt
  {
    [STAThread]
    static void Main(string[] args)
    {
      Thread.CurrentThread.Name="System Thread";//給當(dāng)前線程起名為"System Thread"
Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name+"'Status:"+Thread.CurrentThread.ThreadState);
      Console.ReadLine();
    }
  }
}