C# Thread類的應用
一、C# Thread類的基本用法
通過System.Threading.Thread類可以開始新的線程，并在線程堆棧中運行靜態或實例方法。可以通過Thread類的的構造方法傳遞一個無參數，并且不返回值（返回void）的委托(ThreadStart)，這個委托的定義如下：
[ComVisibleAttribute(true)]
public delegate void ThreadStart()
我們可以通過如下的方法來建立并運行一個線程。
- using System;
- using System.Collections.Generic;
- using System.Linq;
- using System.Text;
- using System.Threading;
- namespace MyThread
- {
- class Program
- {
- public static void myStaticThreadMethod()
- {
- Console.WriteLine("myStaticThreadMethod");
- }
- static void Main(string[] args)
- {
- Thread thread1 = new Thread(myStaticThreadMethod);
- thread1.Start(); // 只要使用Start方法，線程才會運行
- }
- }
- }
除了運行靜態的方法，還可以在線程中運行實例方法，代碼如下：
- using System;
- using System.Collections.Generic;
- using System.Linq;
- using System.Text;
- using System.Threading;
- namespace MyThread
- {
- class Program
- {
- public void myThreadMethod()
- {
- Console.WriteLine("myThreadMethod");
- }
- static void Main(string[] args)
- {
- Thread thread2 = new Thread(new Program().myThreadMethod);
- thread2.Start();
- }
- }
- }
如果讀者的方法很簡單，或出去某種目的，也可以通過匿名委托或Lambda表達式來為Thread的構造方法賦值，代碼如下：
- Thread thread3 = new Thread(delegate() { Console.WriteLine("匿名委托"); });
- thread3.Start();
- Thread thread4 = new Thread(( ) => { Console.WriteLine("Lambda表達式"); });
- thread4.Start();
其中Lambda表達式前面的( )表示沒有參數。
為了區分不同的線程，還可以為Thread類的Name屬性賦值，代碼如下：
- Thread thread5 = new Thread(() => { Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name); });
- thread5.Name = "我的Lamdba";
- thread5.Start();
如果將上面thread1至thread5放到一起執行，由于系統對線程的調度不同，輸出的結果是不定的，如圖1是一種可能的輸出結果。
圖1
二、 定義一個線程類
我們可以將Thread類封裝在一個MyThread類中，以使任何從MyThread繼承的類都具有多線程能力。MyThread類的代碼如下：
- using System;
- using System.Collections.Generic;
- using System.Linq;
- using System.Text;
- using System.Threading;
- namespace MyThread
- {
- abstract class MyThread
- {
- Thread thread = null;
- abstract public void run();
- public void start()
- {
- if (thread == null)
- thread = new Thread(run);
- thread.Start();
- }
- }
- }
可以用下面的代碼來使用MyThread類。
- class NewThread : MyThread
- {
- override public void run()
- {
- Console.WriteLine("使用MyThread建立并運行線程");
- }
- }
- static void Main(string[] args)
- {
- NewThread nt = new NewThread();
- nt.start();
- }
我們還可以利用MyThread來為線程傳遞任意復雜的參數。詳細內容見下節。
三、C# Thread類：為線程傳遞參數
Thread類有一個帶參數的委托類型的重載形式。這個委托的定義如下：
[ComVisibleAttribute(false)]
public delegate void ParameterizedThreadStart(Object obj)
這個Thread類的構造方法的定義如下：
- public Thread(ParameterizedThreadStart start);
下面的代碼使用了這個帶參數的委托向線程傳遞一個字符串參數：
- public static void myStaticParamThreadMethod(Object obj)
- {
- Console.WriteLine(obj);
- }
- static void Main(string[] args)
- {
- Thread thread = new Thread(myStaticParamThreadMethod);
- thread.Start("通過委托的參數傳值");
- }
要注意的是，如果使用的是不帶參數的委托，不能使用帶參數的Start方法運行線程，否則系統會拋出異常。但使用帶參數的委托，可以使用thread.Start()來運行線程，這時所傳遞的參數值為null。
也可以定義一個類來傳遞參數值，如下面的代碼如下：
- class MyData
- {
- private String d1;
- private int d2;
- public MyData(String d1, int d2)
- {
- this.d1 = d1;
- this.d2 = d2;
- }
- public void threadMethod()
- {
- Console.WriteLine(d1);
- Console.WriteLine(d2);
- }
- }
- MyData myData = new MyData("abcd",1234);
- Thread thread = new Thread(myData.threadMethod);
- thread.Start();
如果使用在第二節定義的MyThread類，傳遞參數會顯示更簡單，代碼如下：
- class NewThread : MyThread
- {
- private String p1;
- private int p2;
- public NewThread(String p1, int p2)
- {
- this.p1 = p1;
- this.p2 = p2;
- }
- override public void run()
- {
- Console.WriteLine(p1);
- Console.WriteLine(p2);
- }
- }
- NewThread newThread = new NewThread("hello world", 4321);
- newThread.start();
四、前臺和后臺線程
使用Thread建立的線程默認情況下是前臺線程，在進程中，只要有一個前臺線程未退出，進程就不會終止。主線程就是一個前臺線程。而后臺線程不管線程是否結束，只要所有的前臺線程都退出（包括正常退出和異常退出）后，進程就會自動終止。一般后臺線程用于處理時間較短的任務，如在一個Web服務器中可以利用后臺線程來處理客戶端發過來的請求信息。而前臺線程一般用于處理需要長時間等待的任務，如在Web服務器中的監聽客戶端請求的程序，或是定時對某些系統資源進行掃描的程序。下面的代碼演示了前臺和后臺線程的區別。
- public static void myStaticThreadMethod()
- {
- Thread.Sleep(3000);
- }
- Thread thread = new Thread(myStaticThreadMethod);
- // thread.IsBackground = true;
- thread.Start();
如果運行上面的代碼，程序會等待3秒后退出，如果將注釋去掉，將thread設成后臺線程，則程序會立即退出。
要注意的是，必須在調用Start方法之前設置線程的類型，否則一但線程運行，將無法改變其類型。
通過BeginXXX方法運行的線程都是后臺線程。
五、C# Thread類：判斷多個線程是否都結束的兩種方法
確定所有線程是否都完成了工作的方法有很多，如可以采用類似于對象計數器的方法，所謂對象計數器，就是一個對象被引用一次，這個計數器就加1，銷毀引用就減1，如果引用數為0，則垃圾搜集器就會對這些引用數為0的對象進行回收。
方法一：線程計數器
線程也可以采用計數器的方法，即為所有需要監視的線程設一個線程計數器，每開始一個線程，在線程的執行方法中為這個計數器加1，如果某個線程結束（在線程執行方法的最后為這個計數器減1），為這個計數器減1。然后再開始一個線程，按著一定的時間間隔來監視這個計數器，如是棕個計數器為0，說明所有的線程都結束了。當然，也可以不用這個監視線程，而在每一個工作線程的最后（在為計數器減1的代碼的后面）來監視這個計數器，也就是說，每一個工作線程在退出之前，還要負責檢測這個計數器。使用這種方法不要忘了同步這個計數器變量啊，否則會產生意想不到的后果。
方法二：使用Thread.join方法
join方法只有在線程結束時才繼續執行下面的語句。可以對每一個線程調用它的join方法，但要注意，這個調用要在另一個線程里，而不要在主線程，否則程序會被阻塞的。
個人感覺這種方法比較好。
線程計數器方法演示：
- class ThreadCounter : MyThread
- {
- private static int count = 0;
- private int ms;
- private static void increment()
- {
- lock (typeof(ThreadCounter)) // 必須同步計數器
- {
- count++;
- }
- }
- private static void decrease()
- {
- lock (typeof(ThreadCounter))
- {
- count--;
- }
- }
- private static int getCount()
- {
- lock (typeof(ThreadCounter))
- {
- return count;
- }
- }
- public ThreadCounter(int ms)
- {
- this.ms = ms;
- }
- override public void run()
- {
- increment();
- Thread.Sleep(ms);
- Console.WriteLine(ms.ToString()+"毫秒任務結束");
- decrease();
- if (getCount() == 0)
- Console.WriteLine("所有任務結束");
- }
- }
- ThreadCounter counter1 = new ThreadCounter(3000);
- ThreadCounter counter2 = new ThreadCounter(5000);
- ThreadCounter counter3 = new ThreadCounter(7000);
- counter1.start();
- counter2.start();
- counter3.start();
上面的代碼雖然在大多數的時候可以正常工作，但卻存在一個隱患，就是如果某個線程，假設是counter1，在運行后，由于某些原因，其他的線程并未運行，在這種情況下，在counter1運行完后，仍然可以顯示出“所有任務結束”的提示信息，但是counter2和counter3還并未運行。為了消除這個隱患，可以將increment方法從run中移除，將其放到ThreadCounter的構造方法中，在這時，increment方法中的lock也可以去掉了。代碼如：
- public ThreadCounter(int ms)
- {
- this.ms = ms;
- increment();
- }
運行上面的程序后，將顯示如圖2的結果。
圖2
使用Thread.join方法演示
- private static void threadMethod(Object obj)
- {
- Thread.Sleep(Int32.Parse(obj.ToString()));
- Console.WriteLine(obj + "毫秒任務結束");
- }
- private static void joinAllThread(object obj)
- {
- Thread[] threads = obj as Thread[];
- foreach (Thread t in threads)
- t.Join();
- Console.WriteLine("所有的線程結束");
- }
- static void Main(string[] args)
- {
- Thread thread1 = new Thread(threadMethod);
- Thread thread2 = new Thread(threadMethod);
- Thread thread3 = new Thread(threadMethod);
- thread1.Start(3000);
- thread2.Start(5000);
- thread3.Start(7000);
- Thread joinThread = new Thread(joinAllThread);
- joinThread.Start(new Thread[] { thread1, thread2, thread3 });
- }
在運行上面的代碼后，將會得到和圖2同樣的運行結果。上述兩種方法都沒有線程數的限制，當然，仍然會受到操作系統和硬件資源的限制。
【編輯推薦】
