【C#多線程】1.Thread類的使用及注意要點

Thread隨便講講

　　由於在C#中，Thread類在咱們的新業務上並不經常使用了（由於建立一個新線程要比直接從線程池拿線程更加耗費資源），而且在.NET4.0後新增了Task類即Async與await關鍵字，使得咱們基本再也不用Thread了，不過在學習多線程前，有必要先了解下Thread類，這裏就先隨便講講Thread。

1.使用多線程的幾種方式

　　多線程Thread類只支持運行兩種方法，一種是無參數而且無返回值的方法，第二種是有一個Object類型參數(有且只能有一個參數，而且必須是Object類型）且無返回值的方法。若是想讓多線程方法攜帶多個參數，能夠將多個參數放入一個集合或數組中傳入方法。

　　下面例子使用了控制檯來演示多線程的簡單使用：

using System; using System.Threading; namespace ConsoleApplication1 { class Program { //無參數無返回值方法
        public static void DoSomething() { for (int i = 0; i < 100; i++) { Thread.Sleep(500); } } //有參數無返回值方法
        public static void DoSomethingWithParameter(object obj) { for (int i = 0; i < (int)obj; i++) { Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Thread.Sleep(500); } } static void Main(string[] args) { //獲取主線程ID
            int currentThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId; Console.WriteLine($"---------主線程<{currentThreadId}>開始運行---------"); //多線程運行無參數方法方式1
            ThreadStart ts = DoSomething;//ThreadStart是一個無參數，無返回值的委託
            Thread thread1 = new Thread(ts); thread1.Start(); //多線程運行無參數方法方式2
            Thread thread2 = new Thread(DoSomething);//可省略ThreadStart
 thread2.Start(); //多線程運行有參數方法方式1 //ParameterizedThreadStart是一個有一個Object類型參數，可是無返回值的委託。
            ParameterizedThreadStart pts = DoSomethingWithParameter; Thread thread3 = new Thread(pts); thread3.Start(100); //多線程運行有參數方法方式2 //能夠省略ParameterizedThreadStart
            Thread thread4 = new Thread(DoSomethingWithParameter); thread4.Start(100); //還可使用lamda表達式簡化多線程寫法
            new Thread(() => { for (int i = 0; i < 100; i++) { Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Thread.Sleep(500); } }).Start(); Console.WriteLine($"---------主線程<{currentThreadId}>運行結束---------"); } } }

　　運行結果以下：

　　

 

 2.前臺線程與後臺線程

• 前臺線程

　　如主線程（或稱爲UI線程）就是前臺線程，默認Thread的實例均爲前臺線程，前臺線程的特色是，若是當前應用的前臺線程沒有所有運行完畢，那麼當前應用就沒法退出。舉個例子，咱們知道正常狀況下，控制檯應用在Main方法結束後會自動結束當前進程，若是咱們在Main方法中建立了一個新Thread線程，並使其保持運行，那麼即便Main方法執行完畢，控制檯進程也沒法自動關閉（除非手動右上角點×）。就以下圖狀況，畫紅圈的地方表示Main方法執行完畢，但是程序依舊在運行，因此咱們通常在用Thread的時候會將Thread設置爲後臺線程。

 

• 後臺線程

　　後臺線程與前臺線程的惟一區別是，它不會去影響程序的生老病死，當程序的前臺線程所有關閉（即程序退出），那麼即便程序的後臺線程依舊在執行任務，那麼也會強制關閉。

　　設置Thread爲後臺線程的方式：

        Thread tt = new Thread(DoSomething); tt.IsBackground = true;//設置tt爲後臺線程
        tt.Start();

　　前臺線程與後臺線程對程序的影響效果看似好像不算大，可是若是咱們在作Winform或者WPF項目時，若在某窗體內執行一個新線程任務（這個新線程是前臺線程），若是在任務執行期間關閉程序，此時會發現，雖然界面都被關閉，可是計算機任務管理器中此程序依舊還在運行（而且若是在新線程中執行的任務異常致使線程沒法關閉，那麼這個程序就會一直在後臺跑下去），再次開啓程序可能會致使打不開等後果，這種行爲是很是很差的。因此咱們通常使用多線程Thread類時，最好順手將它設置爲後臺線程。咱們能夠舉個例子。

        static void Main(string[] args) { //獲取主線程ID
            int currentThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId; Console.WriteLine($"---------主線程<{currentThreadId}>開始運行---------"); //執行一個大概能夠運行50秒的新線程
            Thread t = new Thread(() => { for (int i = 0; i < 100; i++) { Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Thread.Sleep(500); } }); t.IsBackground = true;//設置t爲後臺線程
 t.Start(); Console.WriteLine($"---------主線程<{currentThreadId}>運行結束---------"); }

　　這個例子的運行結果就不截圖了，由於控制檯會一閃而過（當即執行完Main方法便關閉），即便後臺線程t還在執行任務，可是也會強制關閉。

 

3.讓主線程等待新線程執行完成後再繼續執行（使用Thread的Join方法）

　　直接上代碼：

        static void Main(string[] args) { //獲取主線程ID
            int currentThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId; Console.WriteLine($"---------主線程<{currentThreadId}>開始運行---------"); //執行一個大概能夠運行50秒的新線程
            Thread t = new Thread(() => { for (int i = 0; i < 20; i++) { Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Thread.Sleep(500); } }); t.IsBackground = true;//設置t爲後臺線程
 t.Start(); t.Join();//在t線程執行期間，若是主線程調用t線程的Join方法，主線程會卡在這個地方直到t線程執行完畢
 Console.WriteLine($"---------主線程<{currentThreadId}>運行結束---------"); }

 

4.Thread實例的其餘經常使用方法

　　直接看代碼註釋吧：

        static void Main(string[] args) { //執行一個大概能夠運行50秒的新線程
            Thread t = new Thread(DoSth); t.IsBackground = true;//設置t爲後臺線程
 t.Start(); t.Join();//在t線程執行期間，若是主線程調用t線程的Join方法，主線程會卡在這個地方知道t線程執行完畢
            t.Priority = ThreadPriority.Normal;//設置線程調度的優先級
            ThreadState rhreadState = t.ThreadState;//獲取線程運行狀態。
            bool b = t.IsAlive;//獲取線程當前是否存活
            t.Interrupt();//中斷當前線程
            t.Abort();//終止線程 
        }

 

5.Thread類的經常使用方法

　　直接看代碼註釋吧：

        static void Main(string[] args) { //使得當前線程暫停1秒再繼續執行,此處會暫停主線程1秒鐘 //若是寫在其餘線程執行的方法中，會讓執行那個方法的線程暫停1秒再繼續執行）
            Thread.Sleep(1000); //獲取當前執行線程的線程實例
            Thread t = Thread.CurrentThread; }

　　

6.使用多線程須要注意的要點

 　　（1）子線程不能夠直接調用UI線程（即主線程）的UI對象，可是能夠調用在主線程自定義的對象

　　咱們在作Winform或WPF開發時，例如在前端有一個TextBox文本框，其Name屬性爲textBox，那麼若是咱們在此窗體內開啓了個子線程，並在子線程內對textBox.Text賦值，是會報錯的，由於子線程沒法訪問主線程的UI元素（實質是UI元素必須由建立它的線程去操做）。

　　以下代碼，子線程操做主線程建立的對象時不會報錯，可是子線程操做主線程建立的UI對象時會報錯：

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { Student stu = new Student();//主線程建立的Student類實例
            new Thread(() => { stu.Name = "ccc";//子線程操做主線程建立的對象並不會報錯。
                textBox1.Text = "abc";//子線程直接調用UI線程textBox1會報錯
 }).Start(); }

 

 　　解決思路：在子線程想操做UI線程的UI元素時，呼叫主線程去操做便可，代碼以下：

        delegate void DoSth(string str);//建立一個委託
        public void SetTextBox(string str)//建立一個委託方法用於改變主線程textBox的值
 { textBox1.Text = str; }
　　　　 //按鈕點擊事件 private void button1_Click(object sender, EventArgs e) {
　　　　　　　//在子線程內執行.... new Thread(() => { //----------------------詳細寫法------------------------
                DoSth delegateMethod = new DoSth(SetTextBox);//建立方法的委託 //this指當前Window //this.Invoke指讓建立窗體的線程執行某委託方法 //第二個參數是傳入委託方法即SetTextBox的參數
                this.Invoke(delegateMethod, "abc"); //----------------------簡寫方式----------------------
                this.Invoke(new Action(() => { textBox1.Text = "abc";//子線程直接調用UI線程textBox1會報錯
 })); }).Start();

　　補充：上面代碼是Winform跨線程操做UI元素的經常使用方式，那麼WPF怎麼跨線程操做UI呢？直接看下面代碼吧

    //方式1（經常使用）：獲取當前應用的UI線程，執行某方法
    App.Current.Dispatcher.Invoke(() => { textBox1.Text="abc" }); //方式2（只能在this是當前Window或能夠獲取到窗體實例的狀況下使用）：
    this.Dispatcher.Invoke(new Action(()=> { textBox1.Text="abc" })); 

　　（2）多線程同時訪問一個資源時，要注意同步問題。

　　好比兩個及以上的線程同時訪問一個資源（能夠是文件，能夠是對象），若是沒有注意同步問題，會致使如下問題。直接看代碼

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { int num = 0; //建立兩個線程對num進行累加，各加100000，理論上線程執行完畢後最後的值應該是200000
            Thread t1 = new Thread(() => { for (int i = 0; i < 100000; i++) { num++; } }); Thread t2 = new Thread(() => { for (int i = 0; i < 100000; i++) { num++; } }); //兩個子線程同時執行
 t1.Start(); t2.Start(); //等待t1與t2線程執行完畢再繼續執行
 t1.Join(); t2.Join(); Console.WriteLine(num.ToString());//輸出num的值 }

　　結果：

　　結果並非200000，由於t1與t2線程同時對num進行自增操做時候，常常會出現t1讀取到了num爲99，自增1，結果100賦值給num，可是在t1剛讀取到num值而且還沒進行自增操做時，t2也讀取到了num爲99，自增下也是100賦值給num。也就是說t1與t2進行了相同的操做。

　　

 

 　　如何避免當前這個問題呢？就須要在多線程訪問一個資源時，進行資源同步處理。那什麼是同步呢？同步是指我用完了你才能用，你我不能同時使用一個資源。這個問題的詳細解決方法會在該系列之後的博客中寫。

 

　　

　　下節咱們會簡單講講線程池+之前的兩種異步處理機制。