浅解关于C#多线程的介绍

2020-01-24 03:28:08

字体：大中小

来源：转载

供稿：网友

多线程的相关概念
--------------------------------------------------------------------------------
1.进程：是操作系统结构的基础；是一个正在执行的程序；计算机中正在运行的程序实例；可以分配给处理器并由处理器执行的一个实体；由单一顺序的执行显示，一个当前状态和一组相关的系统资源所描述的活动单元。
2.线程：线程是程序中一个单一的顺序控制流程。是程序执行流的最小单元。另外，线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位，线程自己不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤消另一个线程，同一进程中的多个线程之间可以并发执行。由于线程之间的相互制约，致使线程在运行中呈现出间断性。线程也有就绪、阻塞和运行三种基本状态。每一个程序都至少有一个线程，若程序只有一个线程，那就是程序本身。
3.多线程：在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作，称为多线程。
--------------------------------------------------------------------------------
小结：其实更容易理解一点进程与线程的话，可以举这样一个例子：把进程理解成为一个运营着的公司，然而每一个公司员工就可以叫做一个进程。每个公司至少要有一个员工，员工越多，如果你的管理合理的话，公司的运营速度就会越好。这里官味一点话就是说。cpu大部分时间处于空闲时间，浪费了cpu资源，多线程可以让一个程序“同时”处理多个事情，提高效率。
--------------------------------------------------------------------------------
单线程问题演示
--------------------------------------------------------------------------------
创建一个WinForm应用程序，这里出现的问题是，点击按钮后如果在弹出提示框之前，窗体是不能被拖动的。

复制代码代码如下:

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            for (int i = 0; i < 10000000000; i++)  
            {
                i += 1;
            }
            MessageBox.Show("出现后能拖动,提示没出现之前窗体不能被拖动");
        }

原因：运行这个应用程序的时候，窗体应用程序自带一个叫做UI的线程，这个线程负责窗体界面的移动大小等。如果点击按钮则这个线程就去处理这个循环计算，而放弃了其它操作，故而窗体拖动无响应。这就是单线程带来的问题。

解决办法：使用多线程，我们自己创建线程。把计算代码放入我们自己写的线程中，UI线程就能继续做他的界面响应了。
--------------------------------------------------------------------------------
线程的创建
--------------------------------------------------------------------------------

线程的实现：线程一定是要执行一段代码的，所以要产生一个线程，必须先为该线程写一个方法，这个方法中的代码，就是该线程中要执行的代码，然而启动线程时，是通过委托调用该方法的。线程启动是，调用传过来的委托，委托就会执行相应的方法，从而实现线程执行方法。

复制代码代码如下:

//创建线程  
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //ThreadStart是一个无参无返回值的委托。
            ThreadStart ts = new ThreadStart(js);
            //初始化Thread的新实例，并通过构造方法将委托ts做为参数赋初始值。
            Thread td = new Thread(ts);   //需要引入System.Threading命名空间
            //运行委托
            td.Start();
        }
        //创建的线程要执行的函数。
        void js()
        {
            for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
            {
                i += 1;
            }
            MessageBox.Show("提示出现前后窗体都能被拖动");
        }

把这个计算写入自己写的线程中，就解决了单线程中的界面无反应缺陷。
--------------------------------------------------------------------------------
小结：创建线程的4个步骤：1.编写线程索要执行的方法。2.引用System.Threading命名空。3.实例化Thread类，并传入一个指向线程所要运行方法的委托。4.调用Start()方法，将该线程标记为可以运行的状态，但具体执行时间由cpu决定。
--------------------------------------------------------------------------------
方法重入（多个线程执行一个方法）
--------------------------------------------------------------------------------
由于线程可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。

所以多个线程同时执行一个方法的情况是存在的，然而这里不经过处理的话会出现一点问题，线程之间先后争抢资源，致使数据计算结果错乱。

复制代码代码如下:

public partial class 方法重入 : Form
    {
        public 方法重入()
        {
            InitializeComponent();

            //设置TextBox类的这个属性是因为，开启ui线程，
            //微软设置检测不允许其它线程对ui线程的数据进行访问，这里我们把检测关闭，也就允许了其它线程对ui线程数据的访问。
            //如果检测不设置为False，则报错。
            TextBox.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;
        }

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            textBox1.Text = "0";
            //开启第一个线程，对js方法进行计算
            ThreadStart ts = new ThreadStart(js);
            Thread td = new Thread(ts);
            td.Start();

            //开启第二个线程，对js方法进行计算
            ThreadStart ts1 = new ThreadStart(js);
            Thread td1 = new Thread(ts1);
            td1.Start();
        }
        //多线程要重入的方法。
        void js()
        {
            int a = Convert.ToInt32(textBox1.Text);
            for (int i = 0; i < 2000; i++)
            {
                a++;
                textBox1.Text = a.ToString();
            }
        }
    }

出错现象：点击按钮后TextBox1中数据为2000+或2000，如果你看到的数据一直是2000说明你的计算机cpu比较牛X，这样的话你想看到不是2000的话，你可以多点击几次试试，真不行的话，代码中给TextBox1赋值为0，换做在界面中给textBox1数值默认值为0试试看。

出错原因：两个进程同时计算这个方法，不相干扰应该每个线程计算的结果都是2000的，但是这里的结果输出却让人以外，原因是第一个两个线程同时计算，并不是同时开始计算，而是根据cpu决定的哪个先开始，哪个后开始，虽然相差时间不多，但后开始的就会取用先开始计算过的数据计算，这样就会导致计算错乱。

解决办法：解决这个的一个简单办法解释给方法加锁，加锁的意思就是第一个线程取用过这个资源完毕后，第二个线程再来取用此资源。形成排队效果。

下面给方法加锁。

复制代码代码如下:

//多线程要重入的方法,这里加锁。
        void js()
        {
            lock (this)
            {
                int a = Convert.ToInt32(textBox1.Text);
                for (int i = 0; i < 2000; i++)
                {
                    a++;
                    textBox1.Text = a.ToString();
                }
            }
        }

给方法加过锁后，线程一前一后取用资源，就能避免不可预计的错乱结果，第一个线程计算为2000，第二个线程计算就是从2000开始，这里的结果就为4000。
--------------------------------------------------------------------------------
小结：多线程可以同时运行，提高了cpu的效率，这里的同时并不是同时开始，同时结束，他们的开始是由cpu决定的，时间相差不大，但会有不可预计的计算错乱，这里要注意类似上面例子导致的方法重入问题。
--------------------------------------------------------------------------------
前台线程后台线程
--------------------------------------------------------------------------------
.Net的公用语言运行时能区分两种不同类型的线程：前台线程和后台线程。这两者的区别就是：应用程序必须运行完所有的前台线程才可以退出；而对于后台线程，应用程序则可以不考虑其是否已经运行完毕而直接退出，所有的后台线程在应用程序退出时都会自动结束。

问题：关闭了窗口，消息框还能弹出。

复制代码代码如下:

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //开启一个线程，对js方法进行计算
            ThreadStart ts2 = new ThreadStart(js);
            Thread td2 = new Thread(ts2);
            td2.Start();

        }
        void js()
        {
            for (int i = 0; i < 2000000000; i++) //如果看不出效果这里的2后面多加0
            {
                i++;
            }
            MessageBox.Show("关闭了窗口我还是要出来的！");
        }

原因：.Net环境使用Thread建立线程，线程默认为前台线程。即线程属性IsBackground=false，而前台线程只要有一个在运行则应用程序不关闭，所以知道弹出消息框后应用程序才算关闭。

解决办法：在代码中设置td2.IsBackground=true;
--------------------------------------------------------------------------------
线程执行带参数的方法
--------------------------------------------------------------------------------

复制代码代码如下:

//创建一个执行带参数方法的线程
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //ParameterizedThreadStart这是一个参数类型为object的委托
            ParameterizedThreadStart pts=new ParameterizedThreadStart(SayHello);
            Thread td2 = new Thread(pts);
            td2.Start("张三");  //参数值先入这里
        }
        void SayHello(object name)
        {
            MessageBox.Show("你好，"+name.ToString()+"!");
        }

线程执行带多参数的方法
--------------------------------------------------------------------------------
其实还是带一参数的方法，只不过是利用参数类型为object的好处，这里将类型传为list类型，貌似多参。

复制代码代码如下:

 //创建一个执行带多个参数的方法线程
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            List<string> list = new List<string> { "张三", "李四", "王五" };
            //ParameterizedThreadStart这是一个参数类型为object的委托
            ParameterizedThreadStart pts=new ParameterizedThreadStart(SayHello);
            Thread td2 = new Thread(pts);
            td2.Start(list);  //参数值先入这里
        }
        void SayHello(object list)
        {
            List<string> lt = list as List<string>;
            for (int i = 0; i < lt.Count; i++)
            {
                MessageBox.Show("你好，" + lt[i].ToString() + "!");
            }
        }