C#多線程 ppt課件

1、C#多線程技術,主要內(nèi)容,1多線程概述 2thread類 3線程的生命周期 4線程的優(yōu)先級 5線程的同步 6多線程的自動管理,6.1 線程概述,進程：是應用程序的一個運行例程，是應用程序的一次動態(tài)執(zhí)行過程。 線程：是進程中的一個執(zhí)行單元；是操作系統(tǒng)分配CPU時間的基本單元。 Windows是一個支持多線程的系統(tǒng)。進程相當于一個容器，一個進程可以包含若干個線程。,多線程的概念,多線程：在同一時間執(zhí)行多個任務的功能，稱為多線程或自由線程。 多線程的優(yōu)點：提高CPU利用率。 主要缺點： 對資源的共享訪問可能造成沖突（對共享資源的訪問進行同步或控制） ；程序的整體運行速度減慢等等。 但從微觀上講，對單

2、CPU線程還是串行的。,多線程,程序 1,線程 1,線程 2,線程 3,單獨的執(zhí)行路徑,多線程,在以下情況中可能要使用到多線程：,程序需要同時執(zhí)行兩個或多個任務,程序要等待某事件的發(fā)生，例如用戶輸入、文件操作、網(wǎng)絡操作、搜索等,后臺程序,任何程序在執(zhí)行時，至少有一個主線程。主線程創(chuàng)建其他的附加線程。第一個線程總是Main()方法，因為第一個線程是由.NET運行庫開始執(zhí)行的，Main()方法是.NET運行庫選擇的第一個方法。,主線程,6.2 .NET對多線程的支持,在.NET程序設計中，線程是使用Thread類（或Timer類（線程計數(shù)器）、ThreadPool類（線程池）來處理的，這些類在Sy

3、stem.Threading命名空間中： Thread類：（實現(xiàn)線程的主要方法）一個Thread實例管理一個線程，即執(zhí)行序列。通過簡單實例化一個Thread對象，就可以創(chuàng)建一個線程，然后通過Thread對象提供的方法對線程進行管理。 Timer類：適用于間隔性的完成任務。 ThreadPool：適用于多個小的線程。,Thread類的主要屬性,1、CurrentThread：獲取當前正在運行的線程。 2、Name：獲取或設置線程的名稱。 3、Priority：獲取或設置線程的優(yōu)先級。 4、TreadState：獲取或設置線程的當前狀態(tài)。 5、IsBackground：指示線程是否為后臺線程。 6

4、、IsAlive：指示當前線程的執(zhí)行狀態(tài)。 7、CurrentContext：獲取線程其中執(zhí)行的當前上下文。,Thread類的主要方法,1、Start：啟動線程。 2、Suspend；掛起線程。 3、Resume：繼續(xù)已掛起的線程。 4、Interrupt：中斷處于WaitSleepJoin線程狀態(tài)的線程。 5、Join：阻塞調(diào)用線程，直到某個線程終止時為止。 6、Sleep：將當前線程阻塞指定的毫秒數(shù)。（休眠） 7、Abort：終止線程。 8、ResetAbort：取消為當前線程請求的Abort。,線程的建立與啟動,新建一個線程的過程：只需將其聲明并為其提供線程起始點處的方法委托，再用Thr

5、ead.Start()方法啟動該線程 （1）Thread a=new Thread(new ThreadStart(b); 其中，b為新建過程中執(zhí)行的過程名。 （2）調(diào)用Thread.Start()方法啟動該線程a.Start();,常用委托（了解）,在System.Threading中，ThreadStart、ParameterizedThreadStart是最常用到的委托。 在C#中，線程入口是通過ThreadStart代理（delegate）來提供的，ThreadStart相當于一個函數(shù)指針，指向線程要執(zhí)行的函數(shù)，當調(diào)用Thread.Start()方法后，線程就開始執(zhí)行ThreadSta

6、rt所代表或者說指向的函數(shù)。 由ThreadStart生成的線程是最直接的方式。 ParameterizedThreadStart是為異步觸發(fā)帶參數(shù)的方法而設的。,線程的休眠、掛起、恢復與終止,線程的休眠和掛起 （1）調(diào)用Thread.Sleep()方法將當前線程休眠指定的時間。 注：Sleep()方法指定的時間以毫秒為單位。 （2）調(diào)用s1.Suspend() 方法將線程掛起 區(qū)別：前者為靜態(tài)方法，并且使線程立即暫停一定時間；后者為實例方法，不會使線程立即停止執(zhí)行，直到線程到達安全點之后，它才將該線程暫停。 線程的恢復與終止 調(diào)用Resume()方法將線程恢復； 調(diào)用Abort()方法將線程

7、終止；,Join 、Interrupt,Join()：使一個線程等待另一個線程停止（讓渡優(yōu)先權） 當前線程調(diào)用別的線程Join時，當前線程就會進入等待狀態(tài)，等待調(diào)用線程完成所有操作后，當前線程才能繼續(xù)執(zhí)行（假設在A線程中調(diào)用了B.Join()那么就好像A對B說“B同志你趕快做，等你做完了我再繼續(xù)”）。 Interrupt()：中斷處于JoinWait（？有木有）Sleep線程狀態(tài)的線程。（？如何繼續(xù)執(zhí)行）,終止線程（Abort）,若想終止正在運行的線程，可以使用Abort（）方法。在使用Abort（）的時候，將引發(fā)一個特殊異常 ThreadAbortException 。 若想在線程終止前恢復

8、線程的執(zhí)行，可以在捕獲異常后 ，在catch（ThreadAbortException ex）. 中調(diào)用Thread.ResetAbort（）取消終止。,線程的生命周期,線程的生命周期,前臺線程和后臺線程,Thread.Start()啟動的線程默認為前臺線程，應用程序域必須等待所有前臺線程運行結(jié)束后，才會自動卸載。 后臺線程： 將線程thread的IsBackground屬性，設置為true，把線程設置為后臺線程！這時應用程序域?qū)⒃谥骶€程完成時就被卸載，而不會等待異步線程的運行。,6.4 線程的優(yōu)先級,當線程之間爭奪CPU時間時，CPU按照是線程的優(yōu)先級給予服務的。高優(yōu)先級的線程可以完全阻止低

9、優(yōu)先級的線程執(zhí)行，因此在改變線程的優(yōu)先級時要小心。 每個線程在創(chuàng)建時其優(yōu)先級為: ThreadPriority.Normal 線程的優(yōu)先級定義為ThreadPriority枚舉類型，如下表：,6.5 線程的同步（異步）,同步：是指在某一時刻只有一個線程可以訪問某共享數(shù)據(jù). 異步：多個線程同時訪問某個共享數(shù)據(jù)，會造成數(shù)據(jù)混亂。 背景： 當多個線程共享數(shù)據(jù)，其中一個或多個線程要修改數(shù)據(jù)時，有可能引起數(shù)據(jù)不統(tǒng)一等問題。,2、在C#中處理同步,通過對指定對象的加鎖和解鎖可以實現(xiàn)同步代碼段的訪問。 在.NET的System.Threading命名空間中提供了Monitor類來實現(xiàn)加鎖與解鎖。該類中的方法

10、都是靜態(tài)的。如下表：,Monitor(監(jiān)視器),Monitor.Enter(object)方法是獲取鎖，Monitor.Exit(object)方法是釋放鎖，為了避免在獲取鎖后發(fā)生異常，導致鎖無法釋放，所以要在finally塊中釋放鎖。 try Monitor.Enter(object); /do something finally Monitor.Exit(object); ,C#中 lock關鍵字提供了與Monitoy.Enter和Monitoy.Exit同樣的功能，這種方法用在你的代碼段不能被其他獨立的線程中斷的情況。通過對Monitor類的簡易封裝，lock為同步訪問變量提供了一個非常

11、簡單的方式，其用法如下： lock(this) / 要使用的語句 lock語句把變量放在圓括號中，以包裝對象，稱為獨占鎖或排它鎖。當執(zhí)行帶有l(wèi)ock關鍵字的復合語句時，獨占鎖會保留下來。當變量被包裝在獨占鎖中時，其他線程就不能訪問該變量。如果在上面的代碼中使用獨占鎖，在執(zhí)行復合語句時，這個線程就會失去其時間片。如果下一個獲得時間片的線程試圖訪問變量，就會被拒絕。Windows會讓其他線程處于睡眠狀態(tài)，直到解除了獨占鎖為止。,lock 與Monitor 區(qū)別 lock 鎖定一段代碼，Monitor 鎖定一個對象。 Monitor 類可以鎖定一個對象，一個線程只有得到這把鎖才可以對該對象進行操作。

12、對象鎖機制保證了 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。,3、同步時要注意的問題,線程同步會降低性能。原因有兩個： 一、在對象上放置和解開鎖會帶來某些系統(tǒng)開銷（較?。?二、線程同步使用得越多，等待釋放對象的線程就越多。如果一個線程在對象上放置了一個鎖，需要訪問該對象的其他線程就只能暫停執(zhí)行，直到該鎖被解開，才能繼續(xù)執(zhí)行。lock語句在某種意義上就是臨時禁用應用程序的多線程功能，也就臨時刪除了多線程的各種優(yōu)勢。,對于線程，系統(tǒng)在創(chuàng)建時不僅要給其分配資源，而且還要在線程之間互相切換、銷毀，這些都會造成程序性能降低。 線程池并不會在CLR初始化的時候立刻建立線程，而是在應用程序

13、要創(chuàng)建線程來執(zhí)行任務時，線程池才初始化一個線程。在完成任務以后，該線程不會自行銷毀，而是以掛起的狀態(tài)返回到線程池。直到應用程序再次向線程池發(fā)出請求時，線程池里掛起的線程就會再度激活執(zhí)行任務。這樣既節(jié)省了建立線程所造成的性能損耗，也可以讓多個任務反復重用同一線程，從而在應用程序生存期內(nèi)節(jié)約大量開銷。,多線程的自動管理：ThreadPool（線程池）,6.6多線程的自動管理,下列情況下考慮線程池： 一： 應用程序中，線程把大部分的時間花費在等待狀態(tài)，等待某個事件發(fā)生，然后才能給予響應，這一般使用 ThreadPool（線程池）來解決； 二：線程平時都處于休眠狀態(tài)，只是周期性地被喚醒這一般使用 Ti

14、mer（定時器）來解決；,線程池中的線程默認為后臺線程，即它們的IsBackground 屬性為 true。這意味著在所有的前臺線程都已退出后，線程池線程會自動關閉。線程池通過線程命名空間的ThreadPool類來實現(xiàn)，要請求由線程池中的一個線程來處理你的任務，需要調(diào)用QueueUserWorkItem方法。 代碼：ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(ThreadInvoke);,多線程的自動管理：ThreadPool（線程池）,Timer 類： 設置一個定時器，定時執(zhí)行用戶指定的函數(shù)。定時器啟動后，系統(tǒng)將自動建立一個新的線程，執(zhí)行用戶指定的函數(shù)。 初始化： Timer timer = new Timer(timerDelegate, s,1000, 1000);,多線程的自動管理(定時器Timer),6.7 應用實例,(兩個關于線程或進程的例子) 綜合例題1：通過Process類獲