创建多线程程序实用教案

1、1内容提要内容提要(ni rn t yo) 实现线程 定义(dngy)线程的生命周期 实现多线程 识别线程的优先级 在线程中使用同步 识别进程间的通信第1页/共47页第一页，共48页。2同时(tngsh)执行所有任务，时间更少，效率更高线程简介线程简介(jin ji)在同一时间点执行(zhxng)各项进程 编译程序 发送/接收邮件 打印文件 其他操作系统允许计算机同时执行多项操作程序（进程）第2页/共47页第二页，共48页。3线程简介线程简介(jin ji)程序(chngx) 1 程序(chngx) 2线程 1线程 2线程 3线程 1线程 2线程 3单独的执行路径第3页/共47页第三页，共48

2、页。4进程进程(jnchng)和线程和线程 n进程进程(jnchng)(jnchng)是程序的一次执行是程序的一次执行n一个或多个线程构成一个进程一个或多个线程构成一个进程(jnchng)(jnchng)进程进程(jnchng)线程第4页/共47页第四页，共48页。5线程简介线程简介(jin ji)在以下情况中可能(knng)要使用到多线程： l程序(chngx)需要同时执行两个或多个任务l程序要等待某事件的发生，例如用户输入、文件操作、网络操作、搜索等l后台程序第5页/共47页第五页，共48页。6线程及多线程工作线程及多线程工作(gngzu)原理原理 线程表示计算机执行的指令序列。 一个处理

3、器在某一刻只能处理一个任务。如果有一个多处理器系统，理论上它可以同时执行多个指令一个处理器执行一个指令，但大多数人使用的是单处理器计算机，这种情况是不可能同时发生的。而实际上，Windows操作系统表面上可以同时处理多个任务，这个过程(guchng)称为抢先式多任务处理（pre-emptive multitasking）。第6页/共47页第六页，共48页。7抢先抢先(qing xin)式多任务处理式多任务处理 所谓抢先式多任务处理，是指Windows在某个进程中选择一个线程，该线程运行一小段时间。Microsoft没有说明这段时间有多长，因为为了获得最好的性能，Windows有一个内部操作系统

4、参数来控制这个时间值。但在运行Windows应用程序时，用户不需要知道它。从我们的角度来看，这个时间非常(fichng)短，肯定不会超过几毫秒。这段很短的时间称为线程的时间片（time slice）。过了这个时间片后，Windows就收回控制权，选择下一个被分配了时间片的线程。这些时间片非常(fichng)短，我们可以认为许多事件是同时发生的。 第7页/共47页第七页，共48页。8实现实现(shxin)线程线程 线程被用来(yn li)运行完成大型和复杂计算的程序。 使用一个线程执行的进程被称为单线程进程，这里进程是一个程序的运行实例。 单线程程序一次仅可以完成一个任务。在另一个任务开始之前，

5、你必须等待一个任务完成。第8页/共47页第八页，共48页。9实现实现(shxin)线程线程 下图显示了单线程进程。 为了(wi le)一次执行多于一个任务，你可以在程序中创建多个线程。 创建两个或更多线程的进程被称为多线程进程。第9页/共47页第九页，共48页。10C#中的线程模型中的线程模型(mxng) 在单线程模型中，程序使用轮询来调用事件循环。 轮询是一个进程，在其中一次执行一个单一的事件。 在带有轮询方法的事件循环中，单一线程以无限循环的方式运行直到(zhdo)它的操作完成。 在单线程程序中，如果线程从执行被挂起因为它正在等待一个系统资源，整个程序停止执行。 在多线程中，一个线程等待的

6、CPU时间可以被用来完成另一个任务。第10页/共47页第十页，共48页。11C#中的线程模型中的线程模型(mxng) 在CLR中有两种线程 System.Threading.Thread代表(dibio)托管线程 System.Diagonostics.ProcessThread代表(dibio)OS线程 using System; class HelloWorld static void Main() Console.WriteLine (Hello, World); Console.ReadLine(); 第11页/共47页第十一页，共48页。12主线主线(zh xin)程程 主线程在C#

7、程序开始执行的时候被自动创建(chungjin)。 使用Thread类被排他创建(chungjin)的线程被称为子线程，其中主线程被称为父线程或者基本线程。 你可以使用Thread类的CurrentThread属性来访问线程。第12页/共47页第十二页，共48页。13使用使用(shyng)线程线程 在C#中，通过ThreadStart创建线程调用方法的引用(ynyng)，并将该引用(ynyng)通过创建一个Thread类型的对象创建一个线程，接着调用新线程的Start()方法启动线程。 ThreadStart ChildRef = new ThreadStart(ChildThreadCall

8、); Thread ChildThread = new Thread(ChildRef); ChildThread.Start();引用System.Threading 命名(mng mng)空间Thread 线程实例名 = new Thread(new ThreadStart(方法名);只创建但不启动线程只创建但不启动线程线程实例名.Start();启动线程启动线程第13页/共47页第十三页，共48页。14使用使用(shyng)线程线程 新线程开始异步执行线程的方法调用。 线程的处理 启动线程（Start方法） 挂起线程（Suspend方法） 挂起不会立即(lj)生效 恢复被刮起的线程（Re

9、sume方法） 恢复不会立即(lj)生效 终止线程（Abort方法） 线程的休眠（Sleep方法）第14页/共47页第十四页，共48页。15管理管理(gunl)线程线程 有许多你可能需要完成的任务来管理线程的活动或生命。 可以通过使用Thread类的各种( zhn)可用线程方法来管理这些任务。 Thread.Sleep()静态方法调用静态CurrentThread方法，然后它在指定的时间内暂停线程。第15页/共47页第十五页，共48页。16管理管理(gunl)线程线程 临时挂起会话进程（用户通常不会这么做，但这仅是一个示例，在更真实的示例中，用户可能是暂停声音文件或视频文件的播放(b fn)）

10、 。 在主线程中编写如下代码，挂起该线程：depthChangeThread.Suspend(); 如果需要恢复该线程，可以使用下面的方法：depthChangeThread.Resume(); 如需要退出该线程depthChangeThread.Abort();第16页/共47页第十六页，共48页。17线程使用线程使用(shyng)示例示例using System;using System.Threading;class BasicThreadApp public static void ChildThreadCall() try Console.WriteLine(Child thread

11、 started); Console.WriteLine(Child thread - counting to 10); for (int i = 0; i 10; i+) Thread.Sleep(500); Console.Write(0., i); Console.WriteLine(Child thread finished); catch (ThreadAbortException e) Console.WriteLine(Exception has caught); finally Console.WriteLine(Child Thread - unable to be fini

12、shed); public static void Main() ThreadStart ChildRef = new ThreadStart(ChildThreadCall); Console.WriteLine(Main - Creating Child Thread); Thread ChildThread = new Thread(ChildRef); ChildThread.Start(); Console.WriteLine(Main - Sleeping for 2 seconds); Thread.Sleep(2000); Console.WriteLine(n Main -

13、Aborting child thread); ChildThread.Abort(); Console.ReadLine(); 第17页/共47页第十七页，共48页。18线程生命周期线程生命周期 当System.Threading.Thread类的对象被创建的时候，线程的生命周期开始。线程的生命周期结束于任务的执行。 在线程的生命周期中有各种状态。这些(zhxi)状态是： 未启动状态 运行态 未运行态 死亡态第18页/共47页第十八页，共48页。19未启动未启动(qdng)状态状态 当一个Thread类的实例被创建的时候，线程进入未启动状态。 新线程是Thread类的一个空对象，没有系统资源

14、例如(lr)内存被分配给它。第19页/共47页第十九页，共48页。20运行运行(ynxng)态态 线程一直处在未启动状态直到程序调用Thread类的Start()方法，它将线程置于运行态，并且立即返回控制到调用的线程。 这个状态也被称为准备或启动状态。 新启动的线程和程序中任何(rnh)其它线程同时执行。第20页/共47页第二十页，共48页。21Start()StartedWork CompletedStopped线程生命周期线程生命周期第21页/共47页第二十一页，共48页。22未运行未运行(ynxng)态态 如果(rgu)它处于下面的状态，那么线程处于未运行态 休眠 等待 阻塞第22页/共

15、47页第二十二页，共48页。23Start()StartedSuspend()SuspendedResume()线程生命周期线程生命周期第23页/共47页第二十三页，共48页。24Start()StartedSleep()Wait/JoinSleepInterrupt()Time Expires线程生命周期线程生命周期第24页/共47页第二十四页，共48页。25死亡死亡(swng)状态状态 当线程方法的语句(yj)完成的时候，运行线程进入死亡状态。这个状态也被称为终结态。 程序可以通过在适当的线程对象上调用Thread类的Abort()方法来强迫线程进入死亡态。第25页/共47页第二十五页，共

16、48页。26Start()StartedAbort()Stop RequestThread Responds to Stop RequestStopped线程生命周期线程生命周期第26页/共47页第二十六页，共48页。27介绍介绍(jisho)多线程多线程 多线程有助于同时完成各种操作，节省用户的时间。 多线程允许你在一个程序中完成多个任务。 多任务是同时执行(zhxng)多个任务的能力。 多任务可以被分成如下类型： 基于进程的多任务 基于线程的多任务 该女士该女士(nsh)在同时吃苹果、在同时吃苹果、看书看书并在电脑上工作。并在电脑上工作。第27页/共47页第二十七页，共48页。28多线程的

17、优点多线程的优点(yudin)和限制和限制 多线程的优点(yudin)有： 改进性能 最小化系统资源 同时访问多个程序 程序结构简化 多线程的限制有： 竞态情况同时读写同一个变量 死锁情况互相等待对方释放所需资源 饥饿锁低优先级的线程无限等待第28页/共47页第二十八页，共48页。29创建创建(chungjin)多线程示例多线程示例using System;u s i n g S y s t e m . T h r e a d i n g ;c l a s s T h r e a d S c h e d u l e public static void ChildThread1() Conso

18、le.WriteLine(Child thread 1 started); C o n s o l e . W r i t e L i n e ( C h i l d t h r e a d - c o u n t i n g f r o m 1 t o 1 0 ) ; f o r ( i n t T = 1 ; T 1 1 ; T + + ) for (int Cnt = 0; Cnt 100; Cnt+) C o n s o l e . W r i t e ( . ) ; Console.Write(0, T); C o n s o l e . W r i t e L i n e ( C

19、h i l d t h r e a d 1 f i n i s h e d ) ; p u b l i c s t a t i c v o i d C h i l d T h r e a d 2 ( ) C o n s o l e . W r i t e L i n e ( C h i l d t h r e a d 2 s t a r t e d ) ; C o n s o l e . W r i t e L i n e ( C h i l d t h r e a d - c o u n t i n g s l o w l y f r o m 1 1 t o 2 0 ) ; f o r (

20、i n t T = 1 1 ; T 2 1 ; T + + ) for (int Cnt = 0; Cnt 0) /卖书过程(guchng) Thread.Sleep(1000); num = num - 1; Console.WriteLine(售出一本); else Console.WriteLine(没有了); public class MyClasspublic class MyClass public static void Main() public static void Main() BookShop a = new BookShop(); BookShop a = new B

21、ookShop(); Thread t1 = new Thread(new Thread t1 = new Thread(new ThreadStart(aThreadStart(a.Sale); Sale); Thread t2 = new Thread(new Thread t2 = new Thread(new ThreadStart(aThreadStart(a.Sale); Sale); t1 t1.Start();Start(); t2 t2.Start();Start(); Console Console.Read();Read(); 第41页/共47页第四十一页，共48页。42同步同步(tngb)注意问题注意问题 不要滥用(lny