c#线程Thread示例_C#教程

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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。


//--------------------------- 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。

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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