网络编程——第一篇 基础之进程线程

   在C#的网络编程中，进程和线程是必备的基础知识，同时也是一个重点，所以我们要好好的掌握一下。

一：概念

          首先我们要知道什么是”进程”，什么是“线程”，好，查一下baike。

  进程：是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次活动。它是操作系统动态执行的基本单元，

           在传统的操作系统中，进程既是基本的分配单元，也是基本的执行单元。

  线程：是"进程"中某个单一顺序的控制流。

  

关于这两个概念，大家稍微有个印象就行了，防止以后被面试官问到。

二：进程

       framework里面对“进程”的基本操作的封装还是蛮好的，能够满足我们实际开发中的基本应用。

<1> 获取进程信息

       framework中给我们获取进程的方式还是蛮多的，即可以按照Name获取，也可以按照ID获取，也可以获取本地和远程的进程信息。

1    public Process[] GetProcess(string ip = "")
2         {
3             if (string.IsNullOrEmpty(ip))
4                 return Process.GetProcesses();
5 
6             return Process.GetProcesses(ip);
7         }

 Process process = Process.GetProcessById(Convert.ToInt32(processID));

<2> 启动和停止进程

  其实这个也没啥好说的，不过有一个注意点就是Process中的"kill"和"CloseMainWindow"的区别。

  windowMainWindow:  当我们打开的Process是一个有界面的应用程序时，推荐使用此方法，它相当于点击了应用程序的关闭按钮，是一个有序的

                                  终止应用程序的操作，而不像kill那么暴力。   

  kill：                         根据这个单词估计大家都知道啥意思吧，它的作用就是强制关闭我们打开的Process，往往会造成就是我们数据的丢失，所以

                                 说在万不得已的情况下不要使用kill，当然在无图形界面的应用程序中，kill是唯一能够结束Process的一个策略。

<3> 进程操作的一个演示

  1    public class ProgessHelper
  2     {
  3         //主操作流程
  4         public static void MainProcess()
  5         {
  6             ProgessHelper helper = new ProgessHelper();
  7 
  8             var result = helper.GetProcess();
  9 
 10             helper.ShowProcess(result.Take(10).ToArray());
 11 
 12             Console.Write("\n请输入您要查看的进程：");
 13 
 14             helper.ShowProcessSingle(Console.ReadLine());
 15 
 16             Console.Write("\n请输入您要开启的程序：\t");
 17 
 18             var name = helper.StartProcess(Console.ReadLine());
 19 
 20 
 21             Console.WriteLine("程序已经开启，是否关闭？(0,1)");
 22 
 23             if (Console.ReadLine() == "1")
 24             {
 25                 helper.StopProcess(name);
 26 
 27                 Console.WriteLine("关闭成功。");
 28             }
 29         }
 30 
 31         #region 获取进程
 32         /// <summary>
 33 /// 获取进程
 34 /// </summary>
 35 /// <param name="ip"></param>
 36 /// <returns></returns>
 37         public Process[] GetProcess(string ip = "")
 38         {
 39             if (string.IsNullOrEmpty(ip))
 40                 return Process.GetProcesses();
 41 
 42             return Process.GetProcesses(ip);
 43         }
 44         #endregion
 45 
 46         #region 查看进程
 47         /// <summary>
 48 /// 查看进程
 49 /// </summary>
 50 /// <param name="process"></param>
 51         public void ShowProcess(Process[] process)
 52         {
 53             Console.WriteLine("进程ID\t进程名称\t物理内存\t\t启动时间\t文件名");
 54 
 55             foreach (var p in process)
 56             {
 57                 try
 58                 {
 59                     Console.WriteLine("{0}\t{1}\t{2}M\t\t{3}\t{4}", p.Id, p.ProcessName.Trim(), p.WorkingSet64 / 1024.0f / 1024.0f,
 60                                                                          p.StartTime, p.MainModule.FileName);
 61                 }
 62                 catch (Exception ex)
 63                 {
 64                     Console.WriteLine(ex.Message);
 65                 }
 66             }
 67         }
 68         #endregion
 69 
 70         #region 根据ID查看指定的进程
 71         /// <summary>
 72 /// 根据ID查看指定的进程
 73 /// </summary>
 74 /// <param name="processID"></param>
 75         public void ShowProcessSingle(string processID)
 76         {
 77             Process process = Process.GetProcessById(Convert.ToInt32(processID));
 78 
 79             Console.WriteLine("\n\n您要查看的进程详细信息如下：\n");
 80 
 81             try
 82             {
 83                 var module = process.MainModule;
 84 
 85                 Console.WriteLine("文件名:{0}\n版本{1}\n描叙{2}\n语言:{3}", module.FileName, module.FileVersionInfo.FileVersion,
 86                                                                            module.FileVersionInfo.FileDescription,
 87                                                                            module.FileVersionInfo.Language);
 88             }
 89             catch (Exception e)
 90             {
 91                 Console.WriteLine(e.Message);
 92             }
 93         }
 94         #endregion
 95 
 96         #region 进程开启
 97         /// <summary>
 98 /// 进程开启
 99 /// </summary>
100 /// <param name="fileName"></param>
101 /// <returns></returns>
102         public string StartProcess(string fileName)
103         {
104             Process process = new Process();
105 
106             process.StartInfo = new ProcessStartInfo(fileName);
107 
108             process.Start();
109 
110             return process.ProcessName;
111         }
112         #endregion
113 
114         #region 终止进程
115         /// <summary>
116 /// 终止进程
117 /// </summary>
118 /// <param name="name"></param>
119         public void StopProcess(string name)
120         {
121             var process = Process.GetProcessesByName(name).FirstOrDefault();
122 
123             try
124             {
125                 process.CloseMainWindow();
126             }
127             catch (Exception ex)
128             {
129                 Console.WriteLine(ex.Message);
130             }
131         }
132         #endregion
133     }

快看，PPTV真的被我打开了，嗯，8错，Process还是蛮好玩的。

这里要注意一点：

      我们在59行中加上了Try Catch，这是因为每个Process都有一个MainModule属性，但并不是每一个MainModule都能被C#获取，

      如会出现如下的“拒绝访问”。

 

三： 线程

      同样线程的相关操作也已经被framework里面的Thread完美的封装，大大简化了我们的工作量，常用的操作如下

   <1> 启动线程。

   <2> 终止线程。

   <3> 暂停线程。

   <4> 合并线程。

             这个要解释一下，比如：t1线程在执行过程中需要等待t2执行完才能继续执行，此时我们就要将t2合并到t1中去，也就是在

          t1的代码块中写上t2.Join（）即可。同样Join中也可以加上等待t2执行的时间，不管t2是否执行完毕。

   <5> 线程同步

            估计大家也知道，多线程解决了系统的吞吐量和响应时间，同时也给我们留下了比如死锁，资源争用等问题，那么我们如何

          解决这些问题呢？呵呵，Anders Hejlsberg 这位老前辈已经给我们提供了很多的实现同步线程的类，比如Mutex，Monitor，

          Interlocked和AutoResetEvent，当然在实际应用中，我们还是喜欢使用简化版的lock，因为这玩意能够使编程简化，同时使

         程序看起来简洁明了。 

 <6>  同样我也举个例子

 1 public class ThreadHelper
 2     {
 3         public static void MainThread()
 4         {
 5 
 6             ThreadHelper helper = new ThreadHelper(100);
 7 
 8             Thread[] thread = new Thread[20];
 9 
10             for (int i = 0; i < 20; i++)
11             {
12                 thread[i] = new Thread(helper.DoTransactions);
13 
14                 thread[i].Name = "线程" + i;
15 
16             }
17 
18             foreach (var single in thread)
19             {
20                 single.Start();
21             }
22         }
23 
24         int balance;
25 
26         object obj = new object();
27 
28         public ThreadHelper(int balance)
29         {
30             this.balance = balance;
31         }
32 
33         #region 取款操作
34         /// <summary>
35 /// 取款操作
36 /// </summary>
37 /// <param name="amount"></param>
38         public void WithDraw(int amount)
39         {
40             lock (obj)
41             {
42                 if (balance <= 0)
43                 {
44                     Console.WriteLine("哈哈，已经取完了");
45                     return;
46                 }
47 
48                 if (balance >= amount)
49                 {
50                     Console.WriteLine("取款前余额:{0},取款：{1},还剩余额:{2}", balance, amount, balance - amount);
51                     balance = balance - amount;
52                 }
53                 else
54                 {
55                     Console.WriteLine("取款前余额:{0},取款：{1},还剩余额:{2}", balance, balance, balance = 0);
56                 }
57             }
58         }
59         #endregion
60 
61         #region 自动取款操作
62         /// <summary>
63 /// 自动取款操作
64 /// </summary>
65         public void DoTransactions(object obj)
66         {
67             int random = new Random().Next(4, 10);
68 
69             Thread.Sleep(5000);
70 
71             WithDraw(random);
72         }
73         #endregion
74     }

当我们加上lock的时候一切正常，但是当我们把lock去掉的时候，看看线程们会有“争用资源”的现象吗？，在下图中可以看到，出现了如下的现象，

当然这不是我想看到的结果，如果在实际应用中会是多么难找的bug。

<8> 线程池

     上面的例子中，我创建了20个线程来完成任务，比如在某些实际应用中，Client端的每个请求Server都需要创建一个线程来处理，

     那么当线程很多的时候并不是一件好事情，这会导致过度的使用系统资源而耗尽内存，那么自然就会引入“线程池”。

     线程池：是一个在后台执行多个任务的集合，他封装了我们对线程的基本操作，我们能做的就只要把“入口方法”丢给线程池就行了。

     特点：  线程池有最大线程数限制，大小在不同的机器上是否区别的，当池中的线程都是繁忙状态，后入的方法就会排队，直至池中有空闲

               的线程来处理。

     代码： 修改后如下

 1         public static void MainThread()
 2         {
 3 
 4             ThreadHelper helper = new ThreadHelper(100);
 5 
 6             for (int i = 0; i < 20; i++)
 7             {
 8                 ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(helper.DoTransactions));
 9             }
10 
11             //Thread[] thread = new Thread[20];
12 
13 //for (int i = 0; i < 20; i++)
14 //{
15 //    thread[i] = new Thread(helper.DoTransactions);
16 
17 //    thread[i].Name = "线程" + i;
18 
19 //}
20 
21 //foreach (var single in thread)
22 //{
23 //    single.Start();
24 //}
25         }