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c#线程Thread示例

2019年07月18日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

c#是一门支持多线程的语言，因此线程的使用也是比较常见的。由于线程的知识在win32编程的时候已经说得过多，所以在.net中很少介绍这部分（可能.net不觉得这部分是它所特有的）。

那么线程相关的问题大致有如下四类（这篇文章只讨论单线程、单线程与ui线程这两方面的问题）。
问题一，线程的基本操作，例如：暂停、继续、停止等；
问题二，如何向线程传递参数或者从中得到其返回值；
问题三，如何使线程所占用的cpu不要老是百分之百；
最后一个，也是问题最多的，就是如何在子线程来控制ui中的控件，换句话说，就是在线程中控制窗体某些控件的显示。

对于问题一，我不建议使用thread类提供的suspend、resume以及abort这三个方法，前两个有问题，好像在vs05已经屏蔽这两个方法；对于abort来说，除了资源没有得到及时释放外，有时候会出现异常。如何做呢，通过设置开关变量来完成。

对于问题二，我不建议使用静态成员来完成，仅仅为了线程而破坏类的封装有些得不偿失。那如何做呢，通过创建单独的线程类来完成。

对于问题三来说，造成这个原因是由于线程中进行不间断的循环操作，从而使cpu完全被子线程占有。那么处理此类问题，其实很简单，在适当的位置调用thread.sleep(20)来释放所占有cpu资源，不要小看这20毫秒的睡眠，它的作用可是巨大的，可以使其他线程得到cpu资源，从而使你的cpu使用效率降下来。

看完前面的三个问题的解释，对于如何做似乎没有给出一个明确的答案，为了更好地说明如何解决这三个问题，我用一个比较完整的例子展现给大家，代码如下。

复制代码 代码如下:

//--------------------------- sub-thread class ---------------------------------------
//------------------------------------------------------------------------------------
//---file:          clssubthread
//---description:   the sub-thread template class file
//---author:        knight
//------------------------------------------------------------------------------------
//---------------------------{sub-thread class}---------------------------------------
namespace threadtemplate
{
using system;
using system.threading;
using system.io;
/// <summary>
/// summary description for clssubthread.
/// </summary>
public class clssubthread:idisposable
{
private thread thdsubthread = null;
private mutex munique = new mutex();

private bool blnisstopped;
private bool blnsuspended;
private bool blnstarted;
private int nstartnum;

public bool isstopped
{
get{ return blnisstopped; }
}
public bool issuspended
{
get{ return blnsuspended; }
}
public int returnvalue
{
get{ return nstartnum;}
}

  
public clssubthread( int startnum )
{
//
// todo: add constructor logic here
//
blnisstopped = true;
blnsuspended = false;
blnstarted = false;

nstartnum = startnum;
}

/// <summary>
/// start sub-thread
/// </summary>
public void start()
{
if( !blnstarted )
{
thdsubthread = new thread( new threadstart( subthread ) );
blnisstopped = false;
blnstarted = true;
thdsubthread.start();
}
}

/// <summary>
/// thread entry function
/// </summary>
private void subthread()
{
do
{
// wait for resume-command if got suspend-command here
munique.waitone();
munique.releasemutex();

nstartnum++;

thread.sleep(1000); // release cpu here
}while( blnisstopped == false );
}

/// <summary>
/// suspend sub-thread
/// </summary>
public void suspend()
{
if( blnstarted && !blnsuspended )
{
blnsuspended = true;
munique.waitone();
}
}

/// <summary>
/// resume sub-thread
/// </summary>
public void resume()
{
if( blnstarted && blnsuspended )
{
blnsuspended = false;
munique.releasemutex();
}
}

/// <summary>
/// stop sub-thread
/// </summary>
public void stop()
{
if( blnstarted )
{
if( blnsuspended )
resume();

blnstarted = false;
blnisstopped = true;
thdsubthread.join();
}
}
#region idisposable members
/// <summary>
/// class resources dispose here
/// </summary>
public void dispose()
{
// todo:  add clssubthread.dispose implementation
stop();//stop thread first
gc.suppressfinalize( this );
}

#endregion
}
}

那么对于调用呢，就非常简单了，如下：
// create new sub-thread object with parameters
clssubthread mysubthread = new clssubthread( 5 );

mysubthread.start();//start thread

thread.sleep( 2000 );
mysubthread.suspend();//suspend thread

thread.sleep( 2000 );
mysubthread.resume();//resume thread

thread.sleep( 2000 );
mysubthread.stop();//stop thread

//get thread's return value
debug.writeline( mysubthread.returnvalue );

//release sub-thread object
mysubthread.dispose();

在回过头来看看前面所说的三个问题。
对于问题一来说，首先需要局部成员的支持，那么
private mutex munique = new mutex();

private bool blnisstopped;
private bool blnsuspended;
private bool blnstarted;

光看成员名称，估计大家都已经猜出其代表的意思。接下来需要修改线程入口函数，要是这些开关变量能发挥作用，那么看看subthread这个函数。
/// <summary>
/// thread entry function
/// </summary>
private void subthread()
{
do
{
// wait for resume-command if got suspend-command here
munique.waitone();
munique.releasemutex();

nstartnum++;

thread.sleep(1000);
}while( blnisstopped == false );
}

函数比较简单，不到十句，可能对于“blnisstopped == false”这个判断来说，大家还比较好理解，这是一个普通的判断，如果当前stop开关打开了，就停止循环；否则一直循环。
大家比较迷惑的可能是如下这两句：
munique.waitone();
munique.releasemutex();
这两句的目的是为了使线程在suspend操作的时候能发挥效果，为了解释这两句，需要结合suspend和resume这两个方法，它俩的代码如下。
/// <summary>
/// suspend sub-thread
/// </summary>
public void suspend()
{
if( blnstarted && !blnsuspended )
{
blnsuspended = true;
munique.waitone();
}
}

/// <summary>
/// resume sub-thread
/// </summary>
public void resume()
{
if( blnstarted && blnsuspended )
{
blnsuspended = false;
munique.releasemutex();
}
}


为了更好地说明，还需要先简单说说mutex类型。对于此类型对象，当调用对象的waitone之后，如果此时没有其他线程对它使用的时候，就立刻获得信号量，继续执行代码；当再调用releasemutex之前，如果再调用对象的waitone方法，就会一直等待，直到获得信号量的调用releasemutex来进行释放。这就好比卫生间的使用，如果没有人使用则可以直接使用，否则只有等待。
明白了这一点后，再来解释这两句所能出现的现象。
复制代码 代码如下:

munique.waitone();
munique.releasemutex();


当在线程函数中，执行到“munique.waitone();”这一句的时候，如果此时外界没有发送suspend消息，也就是信号量没有被占用，那么这一句可以立刻返回。那么为什么要紧接着释放呢，因为不能总占着信号量，立即释放信号量是避免在发送suspend命令的时候出现等待；如果此时外界已经发送了suspend消息，也就是说信号量已经被占用，此时“munique.waitone();”不能立刻返回，需要等到信号量被释放才能继续进行，也就是需要调用resume的时候，“munique.waitone();”才能获得信号量进行继续执行。这样才能达到真正意义上的suspend和resume。

至于线程的start和stop来说，相对比较简单，这里我就不多说了。

现在再来分析一下问题二，其实例子比较明显，是通过构造函数和属性来完成参数和返回值，这一点我也不多说了。如果线程参数比较多的话，可以考虑属性来完成，类似于返回值。

问题三，我就更不用多说了。有人说了，如果子线程中的循环不能睡眠怎么办，因为睡眠的话，有时会造成数据丢失，这方面的可以借鉴前面suspend的做法，如果更复杂，则牵扯到多线程的同步问题，这部分我会稍后单独写一篇文章。

前三个问题解决了，该说说最常见的问题，如何在子线程中控制窗体控件。这也是写线程方面程序经常遇到的。

首先说说，为什么不能直接在子线程中操纵ui呢。原因在于子线程和ui线程属于不同的上下文，换句比较通俗的话说，就好比两个人在不同的房间里一样，那么要你直接操作另一个房间里的东西，恐怕不行罢，那么对于子线程来说也一样，不能直接操作ui线程中的对象。

那么如何在子线程中操纵ui线程中的对象呢，.net提供了invoke和begininvoke这两种方法。简单地说，就是子线程发消息让ui线程来完成相应的操作。

这两个方法有什么区别，这在我以前的文章已经说过了，invoke需要等到所调函数的返回，而begininvoke则不需要。

用这两个方法需要注意的，有如下三点：
第一个是由于invoke和begininvoke属于control类型的成员方法，因此调用的时候，需要得到control类型的对象才能触发，也就是说你要触发窗体做什么操作或者窗体上某个控件做什么操作，需要把窗体对象或者控件对象传递到线程中。

第二个，对于invoke和begininvoke接受的参数属于一个delegate类型，我在以前的文章中使用的是methodinvoker，这是.net自带的一个delegate类型，而并不意味着在使用invoke或者begininvoke的时候只能用它。参看我给的第二篇文章（《如何弹出一个模式窗口来显示进度条》），会有很多不同的delegate定义。

最后一个，使用invoke和begininvoke有个需要注意的，就是当子线程在form_load开启的时候，会遇到异常，这是因为触发invoke的对象还没有完全初始化完毕。处理此类问题，在开启线程之前显式的调用“this.show();”，来使窗体显示在线程开启之前。如果此时只是开启线程来初始化显示数据，那我建议你不要使用子线程，用splash窗体的效果可能更好。
线程的四个相关问题已经说完了，这篇文章只说了单线程，以及单线程与ui线程交互的问题。其中涉及到的方法不一定是唯一的，因为.net还提供了其他类来扶助线程操作，这里就不一一罗列。

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