• 闲话“多线程”


    一,基本概念

    什么是进程?

    “进程”是操作系统的最基本的,也是最重要的概念之一。简单来说一个进程就是你正在执行的应用程序,一个进程里面包括一个或多个线程。系统中的一个进程肯定对应着一个应用程序,但同一个应用程序可以有多个进程。所以我们要清楚,进程和程序是相关联的,但并不是同一个概念。即应用程序被加载到内存中后叫进程。

    什么是线程?

    线程简单来说就是程序中的一个执行流,每个线程都有自己的专有寄存器同时代码区是共享的,即不同的线程可以执行同样的函数和访问同样的变量。 即进程被CPU处理时叫线程。

    什么是多线程? 

     多线程简单的说就是在一个程序中包含多个程序流,可以把一个复杂的操作分成多个细节操作,这些细节操作可以并行的执行,从而节约时间和提高效率。

    多线程优点:

     线程可以有以下一些好处:可以提高CPU的利用率。在一个多线程程序中,一个线程处于等待的时候,CPU可以运行其它的线程来处理,这样就节约了时间和提高了程序的效率,同时也提高了用户的体验。

    多线程缺点: 

    1,线程越多,内存占用越大;

    2,多线程的运行需要互相协调和统一管理,CPU会额外跟踪线程;
    3,线程之间对共享资源的访问会相互影响,必须解决竞用共享资源的种种问题;
    4,线程太多会导致控制的复杂度增加,会引发不必要的Bug;

    5,在32位的操作系统和64位的操作系统执行的线程、版本不同的操作系统之间执行的线程等都有所差异,执行顺序也有差异。

    重要概念(本篇不重点讲解)

    Start():启动线程;
    Sleep(int):暂停当前线程指定的毫秒数;
    Abort():通常使用该方法来终止一个线程,但容易出错;
    Suspend():挂起线程,需要时可以恢复;
    Resume():恢复被Suspend()方法挂起的线程;

    程的优先级可以定义为ThreadPriority枚举的值,即Highest、AboveNormal、Normal、BelowNormal和 Lowest;

    创建线程可以用如下三种方式:Thread、ThreadPool、Timer;

    .NET Framework内置提供了三种Timer:System.Windows.Forms.Timer、System.Timers.Timer和System.Threading.Timer;

    线程同步lock,Monitor,同步事件EventWaitHandler,互斥体Mutex、线程池等的使用;

    二,多线程实践

            在本文中我们会通过11个小Demo来讲解一下多线程的实践,讲得不是很全面,只是希望给大家一个参考。由于比较简单,所以我就不添加累赘的文字介绍,这样大家看起来也比较舒畅。我会在文章后面附上代码,大家可以下载进行查看和调试。

    这个11个方法都通过Form1_Load调用,如下面的代码和图片:

    private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
    {
    DoWithEasy();
    DoWithParameter();
    DoWithTimer();
    DoWithThreadPool();
    DoWithThreadPoolParameter();
    DoWithAnonymous();
    DoWithLambda();
    DoWithCommon();
    DoWithAction();
    DoWithFunc();
    DoWithPredicate();
    }

    thread

    创建一个简单的线程:

    private void DoWithEasy()
    {
    Thread t = new Thread(new ThreadStart(this.DoSomethingWithEasy));
    t.Start();
    }
    private void DoSomethingWithEasy()
    {
    MessageBox.Show("Knights Warrior");
    }

    创建一个带参数的线程:

    private void DoWithParameter()
    {
    Thread t = new Thread(new ParameterizedThreadStart(this.DoSomethingWithParameter));
    t.Start("Knights Warrior");
    }
    private void DoSomethingWithParameter(object x)
    {
    MessageBox.Show(x.ToString());
    }

    使用Timer创建线程:

    public void DoWithTimer()
    {

    System.Windows.Forms.Timer timer = new System.Windows.Forms.Timer();
    timer.Interval = 1000;
    timer.Tick += (x, y) =>
    {
    MessageBox.Show("Knights Warrior");
    };
    timer.Start();
    }

    通过ThreadPool创建无参线程:

    private void DoWithThreadPool()
    {
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(this.DoSomethingWithThreadPoolNO));
    }
    private void DoSomethingWithThreadPoolNO(object x)
    {
    MessageBox.Show("Knights Warrior");
    }

    通过ThreadPool创建有参线程:

    private void DoWithThreadPoolParameter()
    {
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(this.DoSomethingWithThreadPoolParameter), "Knights Warrior");
    }
    private void DoSomethingWithThreadPoolParameter(object x)
    {
    MessageBox.Show(x.ToString());
    }

    通过匿名委托方式创建线程:

    private void DoWithAnonymous()
    {
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(delegate(object x)
    {
    MessageBox.Show("Knights Warrior");
    }));
    }

    通过lambda的方式创建线程:

    private void DoWithLambda()
    {
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(x =>
    {
    MessageBox.Show("Knights Warrior");
    }));
    }

    线程更新UI(自定义委托的方式):

    private void DoWithCommon()
    {
    WaitCallback waitCallBack = new WaitCallback(this.InvokeMethod);
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(waitCallBack, "Knights Warrior");
    }

    private delegate void InvokeMethodDelegate(string name);
    private void InvokeMethod(object x)
    {
    this.Invoke(new InvokeMethodDelegate(this.ChangeUIWithCommon), x.ToString());
    }

    private void ChangeUIWithCommon(string name)
    {
    this.lblMessage.Text = name;
    }

    线程更新UI(通过Action委托)

    private void DoWithAction()
    {
    WaitCallback waitCallback = new WaitCallback(this.DoSomethingWithAction);
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(waitCallback, "Knights Warrior");
    }

    private void DoSomethingWithAction(object x)
    {
    this.Invoke(new Action<string>(this.ChangeUI), x.ToString());
    }

    private void ChangeUI(string message)
    {
    this.lblMessage.Text = message;
    }

    线程更新UI(通过Func委托)

    private void DoWithFunc()
    {
    WaitCallback waitCallback = new WaitCallback(this.DoSomethingWithFunc);
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(waitCallback, "Knights Warrior");
    }

    private void DoSomethingWithFunc(object x)
    {
    Func<string, int> f = new Func<string, int>(this.GetFuncMessage);
    object result = this.Invoke(f, x.ToString());
    MessageBox.Show(result.ToString());
    }

    private int GetFuncMessage(string message)
    {
    this.lblMessage.Text = message;
    if (message == "Knights Warrior")
    {
    return 1;
    }
    else
    {
    return 0;
    }
    }

    线程更新UI(通过Predicate委托)

    private void DoWithPredicate()
    {
    WaitCallback waitCallback = new WaitCallback(this.DoSomethingWithPredicate);
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(waitCallback, "Knights Warrior");
    }

    private void DoSomethingWithPredicate(object x)
    {
    Predicate<string> pd = new Predicate<string>(this.GetPredicateMessage);
    object result = this.Invoke(pd, x);
    MessageBox.Show(result.ToString());
    }

    private bool GetPredicateMessage(string message)
    {
    this.lblMessage.Text = message;
    if (message == "Knights Warrior")
    {
    return true;
    }
    else
    {
    return false;
    }
    }

    概念注解:

    Predicate 委托

    定义:public delegate bool Predicate<T>(T obj);

    表示定义一组条件并确定指定对象是否符合这些条件的方法。这个委托经常由 Array 和 List 类的几种方法使用,用于在集合中检索元素。

    Func 委托

      定义:public delegate TResult Func<T, TResult>(T arg);
     
    代码
    delegate TResult Func<T>();
    delegate TResult Func<T1,TResult>(T1 arg1);
    delegate TResult Func<T1,T2,TResult>(T1 arg1, T2 arg2);
    delegate TResult Func<T1,T2,T3,TResult>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3);
    delegate TResult Func<T1,T2,T3,T4,TResult>T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4);

    Func():封装一个不具有参数并返回 TResult 的类型值的方法。
    Func<T, TResult> 封装一个具有一个参数并返回 TResult 的类型值的方法。

    Action 委托

      定义:public delegate void Action<T>(T obj);
    代码
    delegatevoid Action<T>(T1 arg1);
    delegatevoid Action<T1,T2>(T1 arg1, T2 arg2);
    delegatevoid Action<T1,T2,T3>T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3);
    delegatevoid Action<T1,T2,T3,T4>T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4)

    Action<T1, T2>:封装一个带有两个参数并且无返回值的方法。

    这三个委托经常会用到,区分也很简单:
    Predicate
    接受一个T的参数,返回一个bool值,可以用
    Func实现此功能 
    Func
    接受1到4个参数,返回一个值; 

    Action
    接受1到4个参数,无返回值;
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