C#中Thread類應用

原文地址：http://www.cnblogs.com/nokiaguy/archive/2008/07/16/1244746.html

一、             Thread類的基本用法

通過System.Threading.Thread類可以開始新的線程，並在線程堆棧中運行靜態或實例方法。可以通過Thread類的的構造方法傳遞一個無參數，並且不返回值（返回void）的委託(ThreadStart)，這個委託的定義如下：

[ComVisibleAttribute(true)]

public delegate void ThreadStart()

我們可以通過如下的方法來建立並運行一個線程。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;

namespace MyThread
{
    class Program
    {
        public static void myStaticThreadMethod()
        {
            Console.WriteLine("myStaticThreadMethod");
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            Thread thread1 = new Thread(myStaticThreadMethod);
            thread1.Start();  // 只要使用Start方法，線程纔會運行
        }
    }
}

    除了運行靜態的方法，還可以在線程中運行實例方法，代碼如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;

namespace MyThread
{
    class Program
    {
        public void myThreadMethod()
        {
            Console.WriteLine("myThreadMethod");
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            Thread thread2 = new Thread(new Program().myThreadMethod);
            thread2.Start();
        }
    }
}

    如果讀者的方法很簡單，或出去某種目的，也可以通過匿名委託或Lambda表達式來爲Thread的構造方法賦值，代碼如下：

Thread thread3 = new Thread(delegate() { Console.WriteLine("匿名委託"); });
thread3.Start();

Thread thread4 = new Thread(( ) => { Console.WriteLine("Lambda表達式"); });
thread4.Start();

    其中Lambda表達式前面的( )表示沒有參數。

    爲了區分不同的線程，還可以爲Thread類的Name屬性賦值，代碼如下：

Thread thread5 = new Thread(() => { Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name); });
thread5.Name = "我的Lamdba";
thread5.Start();

    如果將上面thread1至thread5放到一起執行，由於系統對線程的調度不同，輸出的結果是不定的，如圖1是一種可能的輸出結果。



                                                                 圖1

二、 定義一個線程類

    我們可以將Thread類封裝在一個MyThread類中，以使任何從MyThread繼承的類都具有多線程能力。MyThread類的代碼如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
namespace MyThread
{
   abstract class MyThread
    {
       Thread thread = null;

       abstract public void run();    

        public void start()
        {
            if (thread == null)
                thread = new Thread(run);
            thread.Start();
        }
    }
}

    可以用下面的代碼來使用MyThread類。

class NewThread : MyThread
{
      override public void run()
      {
          Console.WriteLine("使用MyThread建立並運行線程");
      }
  }

  static void Main(string[] args)
  {

      NewThread nt = new NewThread();
      nt.start();
  }

     我們還可以利用MyThread來爲線程傳遞任意複雜的參數。詳細內容見下節。

三、     爲線程傳遞參數

Thread類有一個帶參數的委託類型的重載形式。這個委託的定義如下：

[ComVisibleAttribute(false)]

public delegate void ParameterizedThreadStart(Object obj)

這個Thread類的構造方法的定義如下：

 
public Thread(ParameterizedThreadStart start);

下面的代碼使用了這個帶參數的委託向線程傳遞一個字符串參數：

public static void myStaticParamThreadMethod(Object obj)
{
    Console.WriteLine(obj);
}

static void Main(string[] args)
{
      Thread thread = new Thread(myStaticParamThreadMethod);
      thread.Start("通過委託的參數傳值");
}

要注意的是，如果使用的是不帶參數的委託，不能使用帶參數的Start方法運行線程，否則系統會拋出異常。但使用帶參數的委託，可以使用thread.Start()來運行線程，這時所傳遞的參數值爲null。
    也可以定義一個類來傳遞參數值，如下面的代碼如下：

class MyData
{
    private String d1;
    private int d2;
    public MyData(String d1, int d2)
    {
          this.d1 = d1;
          this.d2 = d2;
    }
    public void threadMethod()
    {
          Console.WriteLine(d1);
          Console.WriteLine(d2);
    }
}

MyData myData = new MyData("abcd",1234);
Thread thread = new Thread(myData.threadMethod);
thread.Start();

    如果使用在第二節定義的MyThread類，傳遞參數會顯示更簡單，代碼如下：

class NewThread : MyThread
{
    private String p1;
    private int p2;
    public NewThread(String p1, int p2)
    {
        this.p1 = p1;
        this.p2 = p2;
    }

    override public void run()
    {
        Console.WriteLine(p1);
        Console.WriteLine(p2);
    }
}

NewThread newThread = new NewThread("hello world", 4321);
newThread.start();

四、     前臺和後臺線程
    使用Thread建立的線程默認情況下是前臺線程，在進程中，只要有一個前臺線程未退出，進程就不會終止。主線程就是一個前臺線程。而後臺線程不管線程是否結束，只要所有的前臺線程都退出（包括正常退出和異常退出）後，進程就會自動終止。一般後臺線程用於處理時間較短的任務，如在一個Web服務器中可以利用後臺線程來處理客戶端發過來的請求信息。而前臺線程一般用於處理需要長時間等待的任務，如在Web服務器中的監聽客戶端請求的程序，或是定時對某些系統資源進行掃描的程序。下面的代碼演示了前臺和後臺線程的區別。

public static void myStaticThreadMethod()
{
    Thread.Sleep(3000);
}

Thread thread = new Thread(myStaticThreadMethod);
// thread.IsBackground = true;
thread.Start();

    如果運行上面的代碼，程序會等待3秒後退出，如果將註釋去掉，將thread設成後臺線程，則程序會立即退出。

    要注意的是，必須在調用Start方法之前設置線程的類型，否則一但線程運行，將無法改變其類型。

    通過BeginXXX方法運行的線程都是後臺線程。

五、   判斷多個線程是否都結束的兩種方法

確定所有線程是否都完成了工作的方法有很多，如可以採用類似於對象計數器的方法，所謂對象計數器，就是一個對象被引用一次，這個計數器就加1，銷燬引用就減1，如果引用數爲0，則垃圾蒐集器就會對這些引用數爲0的對象進行回收。

方法一：線程計數器

線程也可以採用計數器的方法，即爲所有需要監視的線程設一個線程計數器，每開始一個線程，在線程的執行方法中爲這個計數器加1，如果某個線程結束（在線程執行方法的最後爲這個計數器減1），爲這個計數器減1。然後再開始一個線程，按着一定的時間間隔來監視這個計數器，如是棕個計數器爲0，說明所有的線程都結束了。當然，也可以不用這個監視線程，而在每一個工作線程的最後（在爲計數器減1的代碼的後面）來監視這個計數器，也就是說，每一個工作線程在退出之前，還要負責檢測這個計數器。使用這種方法不要忘了同步這個計數器變量啊，否則會產生意想不到的後果。

方法二：使用Thread.join方法

join方法只有在線程結束時才繼續執行下面的語句。可以對每一個線程調用它的join方法，但要注意，這個調用要在另一個線程裏，而不要在主線程，否則程序會被阻塞的。

    個人感覺這種方法比較好。
    線程計數器方法演示：

    class ThreadCounter : MyThread
    {
        private static int count = 0;
        private int ms;
        private static void increment()
        {
            lock (typeof(ThreadCounter))  // 必須同步計數器
            {
                count++;
            }
        }
        private static void decrease()
        {
            lock (typeof(ThreadCounter))
            {
                count--;
            }
        }
        private static int getCount()
        {
            lock (typeof(ThreadCounter))
            {
                return count;
            }
        }
        public ThreadCounter(int ms)
        {
            this.ms = ms;
        }
        override public void run()
        {
            increment();
            Thread.Sleep(ms);
            Console.WriteLine(ms.ToString()+"毫秒任務結束");
            decrease();
            if (getCount() == 0)
                Console.WriteLine("所有任務結束");
        }
    }


ThreadCounter counter1 = new ThreadCounter(3000);
ThreadCounter counter2 = new ThreadCounter(5000);
ThreadCounter counter3 = new ThreadCounter(7000);

counter1.start();
counter2.start();
counter3.start();

    上面的代碼雖然在大多數的時候可以正常工作，但卻存在一個隱患，就是如果某個線程，假設是counter1，在運行後，由於某些原因，其他的線程並未運行，在這種情況下，在counter1運行完後，仍然可以顯示出“所有任務結束”的提示信息，但是counter2和counter3還並未運行。爲了消除這個隱患，可以將increment方法從run中移除，將其放到ThreadCounter的構造方法中，在這時，increment方法中的lock也可以去掉了。代碼如：

        public ThreadCounter(int ms)
        {
            this.ms = ms;
            increment();
        }

    運行上面的程序後，將顯示如圖2的結果。


                                                                 圖2

使用Thread.join方法演示

private static void threadMethod(Object obj)
{
    Thread.Sleep(Int32.Parse(obj.ToString()));
    Console.WriteLine(obj + "毫秒任務結束");
}
private static void joinAllThread(object obj)
{
    Thread[] threads = obj as Thread[];
    foreach (Thread t in threads)
        t.Join();
    Console.WriteLine("所有的線程結束");
}

static void Main(string[] args)
{
    Thread thread1 = new Thread(threadMethod);
    Thread thread2 = new Thread(threadMethod);
    Thread thread3 = new Thread(threadMethod);

     thread1.Start(3000);
     thread2.Start(5000);
     thread3.Start(7000);

     Thread joinThread = new Thread(joinAllThread);
     joinThread.Start(new Thread[] { thread1, thread2, thread3 });

}

    在運行上面的代碼後，將會得到和圖2同樣的運行結果。上述兩種方法都沒有線程數的限制，當然，仍然會受到操作系統和硬件資源的限制。