一个多线程的windows控制台应用程序.doc

一个多线程的windows控制台应用程序一、要求：编写一个单进程、多线程的windows控制台应用程序。 二、平台：Window XPC#三、内容：每个进程都有分配给它的一个或多个线程。线程是一个程序的执行部分。操作系统把极短的一段时间轮流分配给多个线程。时间段的长度依赖于操作系统和处理器。每个进程都开始一个默认的线程，但是能从它的线程池中创建一个新的线程。线程是允许进行并行计算的一个抽象概念：在一个线程完成计算任务的同时，另一个线程可以对图像进行更新，两个线程可同时处理同一个进程发出的两个网络请求。如图所示，选择操作：1、 创建和启动一个线程。在一个进程中同时教和运行两个线程，并且可以不需要停止或者释放一个线程。相关代码及其解释：public class Threading1:Objectpublic static void startup()/创建一个线程数组Thread threads=new Thread2;for(int count=0;countthreads.Length;count+)/创建线程threadscount=new Thread(new ThreadStart(Count);/启动线程threadscount.Start();public static void Count()for(int count=1;count=9;count+)Console.Write(count+ );输出结果：这里通过new方法创建了两个线程，然后使用start()方法来启动线程，两个线程的作用是：两个线程同时从1数到9，并将结果打印出来。运行上面的程序代码时，可能会在控制台上输出多种不同的结果。从123456789123456789到112233445566778899或121233445566778989在内的各种情况都是可能出现的，输出结果可能与操作系统的调度方式有关。2、 停止线程。当创建一个线程后，可以通过多种属性方法判断该线程是否处于活动状态，启动和停止一个线程等。相关代码及其解释：public class MyAlpha/下面创建的方法是在线程启动的时候的时候调用public void Beta()while(true)Console.WriteLine(MyAlpha.Beta is running in its own thread.);public class Simplepublic static int Stop()Console.WriteLine(Thread Start/Stop/Join);MyAlpha TestAlpha=new MyAlpha();/创建一个线程对象Thread MyThread=new Thread(new ThreadStart(TestAlpha.Beta);/开起一个线程MyThread.Start();while(!MyThread.IsAlive);/停止主线程Thread.Sleep(1);/停止线程MyThread.Abort();/加入一个线程MyThread.Join();Console.WriteLine();Console.WriteLine(TestAlpha.Beta has finished);/进行异常处理tryConsole.WriteLine(Try to restart the TestAlpha.Beta thread);MyThread.Start();catch(ThreadStateException)Console.WriteLine(ThreadStateException trying to restart TestAlpha.Beta.);Console.WriteLine(Expected since aborted threads cannot be restarted.);return 0;输出结果：3、 进程的同步为了保证数据结构的稳定，必须通过使用锁来调整两个线程的操作顺序。这里通过对引用的对象申请一个锁，一旦一段程序获得该锁的控制权后，就可以保证只有它获得了这个锁并能够对该对象进行操作。同样，利用这种锁，一个线程可以一直处于等待状态，直到有能够唤醒他的信号通过变量传来为止。相关代码及其解释：public class Monitor1public static void Synchronize()int result=0; /Result initialized to say there is no errorCell cell=new Cell();CellProd prod=new CellProd(cell,20);CellCons cons=new CellCons(cell,20);Thread producer=new Thread(new ThreadStart(prod.ThreadRun);Thread consumer=new Thread(new ThreadStart(cons.ThreadRun);/创建了producer和consumer但是这两个线程还没有启动tryproducer.Start();consumer.Start();/启动两个线程producer.Join();consumer.Join();/将线程producer和consumer加入，此时两个线程贻初始化完成catch(ThreadStateException e)Console.WriteLine(e);result=1;catch(ThreadInterruptedException e)Console.WriteLine(e);result=1;/进行异常处理Environment.ExitCode=result;public class CellProdCell cell;int quantity=1;public CellProd(Cell box,int request)cell=box;quantity=request;public void ThreadRun()for(int looper=1;looper=quantity;looper+)cell.WriteToCell(looper);public class CellConsCell cell;int quantity=1;public CellCons(Cell box,int request)cell=box;quantity=request;public void ThreadRun()int valReturned;for(int looper=1;looper=quantity;looper+)valReturned=cell.ReadFromCell();public class Cellint cellContents;bool readerFlag=false;public int ReadFromCell()lock(this)/使用lock命令来进入线程同步块if(!readerFlag)/等待Cell.WriteToCell处理完毕try/等待Monitor.Pulse在WriteToCell进行处理Monitor.Wait(this);catch(SynchronizationLockException e)Console.WriteLine(e);catch(ThreadInterruptedException e)Console.WriteLine(e);Console.WriteLine(Consume:0,cellContents);readerFlag=false;Monitor.Pulse(this);/推出线程同步块return cellContents;public void WriteToCell(int n)lock(this)/使用lock命令来进入线程同步块if(readerFlag)/等待Cell.ReadFromCell处理完毕tryMonitor.Wait(this);/等待Monitor.Pulse在WriteToCell在ReadFromCell进行处理catch(SynchronizationLockException e)Console.WriteLine(e);catch(ThreadInterruptedException e)Console.WriteLine(e);cellContents=n;Console.WriteLine(Produce:0,cellContents);readerFlag=true;/退出线程同步块Monitor.Pulse(this);输出结果：。为了保证多线程同步，主要运用了以下几种方法：(1)、lock多线程同步的关键是当一个线程正在执行某段共享代码或者正在使用某个共享资源时，其他线程不能同时进入，而需要等待前一个线程退出。实现这个功能的最直接的方法就是加锁。C#中的lock命令来实现该功能。（2）、Monitor.Wait(object obj)C#中如果要等待一个信号，则需要用System.Threading.Monitor类，这个方法需要在同步的程序段内执行。（3）、Monitor.Pulse(object obj)使用System.Threading.Monitor类中的Pulse方法来通报在等待队列的一个线程。4、 线程池如果许多利用了线程的应用软件都创建线程，这些线程将会因为等待某些条件（键盘或新的I/O输入等）而在等待状态中浪费了大部分的时间，C#中的System.Threading.ThreadPool对象可以解决这一问题。使用ThreadPool和事件驱动的编程机制，程序可以注册一个System.Threading.WaitHandle对象和System.Threading.WaitOrTimeCallback对象，所有的线程无需自己等待WaitHandle的释放，ThreadPool将监控所有向它注册的WaitHandle,然后再WaitHandle被释放后调用相应Threading.WaitOrTimeCallback对象的方法。相关代码及其解释：public class MySomeSTpublic int MyCook;public MySomeST(int iMyCook)MyCook=iMyCook;public class MyAlpha1public Hashtable HashCount;public ManualResetEvent eventX;public static int iCount=0;public static int iMaxCount=0;public MyAlpha1(int MaxCount)HashCount=new Hashtable(MaxCount);iMaxCount=MaxCount;public void MyBeta(object state)Console.WriteLine(0 1:,Thread.CurrentThread.GetHashCode(),(MySomeST)state).MyCook);Console.WriteLine(HashCount.Count=0,Thread.CurrentThread.GetHashCode()=1,HashCount.Count,Thread.CurrentThread.GetHashCode();lock(HashCount)if(!HashCount.ContainsKey(Thread.CurrentThread.GetHashCode()HashCount.Add(Thread.CurrentThread.GetHashCode(),0);HashCountThread.CurrentThread.GetHashCode()=(int)HashCountThread.CurrentThread.GetHashCode()+1;int iX=2000;Thread.Sleep(iX);Interlocked.Increment(ref iCount);if(iCount=iMaxCount)Console.WriteLine();Console.WriteLine(Setting eventX );eventX.Set();public class SimplePoolpublic static int Pool()Console.WriteLine(Thread Pool:);bool W2K=false;int MaxCount=10;ManualResetEvent eventX=new ManualResetEvent(false);Console.WriteLine(Queuing 0 items to Thread Pool,MaxCount);MyAlpha1 TestAlpha=new MyAlpha1(MaxCount);TestAlpha.eventX=eventX;Console.WriteLine(Queue to Thread Pool 0);tryThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(TestAlpha.MyBeta),new MySomeST(0);W2K=true;catch(NotSupportedException)Console.WriteLine(These APIs may fail when called on a non-Wi