C#網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ)之進(jìn)程和線程詳解
在C#的網(wǎng)絡(luò)編程中,進(jìn)程和線程是必備的基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)也是一個(gè)重點(diǎn),所以我們要好好的掌握一下。
一:概念
首先我們要知道什么是”進(jìn)程”,什么是“線程”,好,查一下baike。
進(jìn)程:是一個(gè)具有一定獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次活動(dòng)。它是操作系統(tǒng)動(dòng)態(tài)執(zhí)行的基本單元,
在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中,進(jìn)程既是基本的分配單元,也是基本的執(zhí)行單元。
線程:是"進(jìn)程"中某個(gè)單一順序的控制流。
關(guān)于這兩個(gè)概念,大家稍微有個(gè)印象就行了,防止以后被面試官問(wèn)到。
二:進(jìn)程
framework里面對(duì)“進(jìn)程”的基本操作的封裝還是蠻好的,能夠滿足我們實(shí)際開(kāi)發(fā)中的基本應(yīng)用。
<1> 獲取進(jìn)程信息
framework中給我們獲取進(jìn)程的方式還是蠻多的,即可以按照Name獲取,也可以按照ID獲取,也可以獲取本地和遠(yuǎn)程的進(jìn)程信息。
public Process[] GetProcess(string ip = "")
{
if (string.IsNullOrEmpty(ip))
return Process.GetProcesses();
return Process.GetProcesses(ip);
}
Process process = Process.GetProcessById(Convert.ToInt32(processID));
<2> 啟動(dòng)和停止進(jìn)程
其實(shí)這個(gè)也沒(méi)啥好說(shuō)的,不過(guò)有一個(gè)注意點(diǎn)就是Process中的"kill"和"CloseMainWindow"的區(qū)別。
windowMainWindow: 當(dāng)我們打開(kāi)的Process是一個(gè)有界面的應(yīng)用程序時(shí),推薦使用此方法,它相當(dāng)于點(diǎn)擊了應(yīng)用程序的關(guān)閉按鈕,是一個(gè)有序的終止應(yīng)用程序的操作,而不像kill那么暴力。
kill:根據(jù)這個(gè)單詞估計(jì)大家都知道啥意思吧,它的作用就是強(qiáng)制關(guān)閉我們打開(kāi)的Process,往往會(huì)造成就是我們數(shù)據(jù)的丟失,所以說(shuō)在萬(wàn)不得已的情況下不要使用kill,當(dāng)然在無(wú)圖形界面的應(yīng)用程序中,kill是唯一能夠結(jié)束Process的一個(gè)策略。
<3> 進(jìn)程操作的一個(gè)演示:
public class ProgessHelper { //主操作流程 public static void MainProcess() { ProgessHelper helper = new ProgessHelper(); var result = helper.GetProcess(); helper.ShowProcess(result.Take(10).ToArray()); Console.Write("\n請(qǐng)輸入您要查看的進(jìn)程:"); helper.ShowProcessSingle(Console.ReadLine()); Console.Write("\n請(qǐng)輸入您要開(kāi)啟的程序:\t"); var name = helper.StartProcess(Console.ReadLine()); Console.WriteLine("程序已經(jīng)開(kāi)啟,是否關(guān)閉?(0,1)"); if (Console.ReadLine() == "1") { helper.StopProcess(name); Console.WriteLine("關(guān)閉成功。"); } } #region 獲取進(jìn)程 /// <summary> /// 獲取進(jìn)程 /// </summary> /// <param name="ip"></param> /// <returns></returns> public Process[] GetProcess(string ip = "") { if (string.IsNullOrEmpty(ip)) return Process.GetProcesses(); return Process.GetProcesses(ip); } #endregion #region 查看進(jìn)程 /// <summary> /// 查看進(jìn)程 /// </summary> /// <param name="process"></param> public void ShowProcess(Process[] process) { Console.WriteLine("進(jìn)程ID\t進(jìn)程名稱\t物理內(nèi)存\t\t啟動(dòng)時(shí)間\t文件名"); foreach (var p in process) { try { Console.WriteLine("{0}\t{1}\t{2}M\t\t{3}\t{4}", p.Id, p.ProcessName.Trim(), p.WorkingSet64 / 1024.0f / 1024.0f, p.StartTime, p.MainModule.FileName); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine(ex.Message); } } } #endregion #region 根據(jù)ID查看指定的進(jìn)程 /// <summary> /// 根據(jù)ID查看指定的進(jìn)程 /// </summary> /// <param name="processID"></param> public void ShowProcessSingle(string processID) { Process process = Process.GetProcessById(Convert.ToInt32(processID)); Console.WriteLine("\n\n您要查看的進(jìn)程詳細(xì)信息如下:\n"); try { var module = process.MainModule; Console.WriteLine("文件名:{0}\n版本{1}\n描敘{2}\n語(yǔ)言:{3}", module.FileName, module.FileVersionInfo.FileVersion, module.FileVersionInfo.FileDescription, module.FileVersionInfo.Language); } catch (Exception e) { Console.WriteLine(e.Message); } } #endregion #region 進(jìn)程開(kāi)啟 /// <summary> /// 進(jìn)程開(kāi)啟 /// </summary> /// <param name="fileName"></param> /// <returns></returns> public string StartProcess(string fileName) { Process process = new Process(); process.StartInfo = new ProcessStartInfo(fileName); process.Start(); return process.ProcessName; } #endregion #region 終止進(jìn)程 /// <summary> /// 終止進(jìn)程 /// </summary> /// <param name="name"></param> public void StopProcess(string name) { var process = Process.GetProcessesByName(name).FirstOrDefault(); try { process.CloseMainWindow(); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine(ex.Message); } } #endregion }
快看,PPTV真的被我打開(kāi)了,嗯,8錯(cuò),Process還是蠻好玩的。
這里要注意一點(diǎn):
我們?cè)?9行中加上了Try Catch,這是因?yàn)槊總€(gè)Process都有一個(gè)MainModule屬性,但并不是每一個(gè)MainModule都能被C#獲取,
如會(huì)出現(xiàn)如下的“拒絕訪問(wèn)”。
三: 線程
同樣線程的相關(guān)操作也已經(jīng)被framework里面的Thread完美的封裝,大大簡(jiǎn)化了我們的工作量,常用的操作如下
<1> 啟動(dòng)線程。
<2> 終止線程。
<3> 暫停線程。
<4> 合并線程。
這個(gè)要解釋一下,比如:t1線程在執(zhí)行過(guò)程中需要等待t2執(zhí)行完才能繼續(xù)執(zhí)行,此時(shí)我們就要將t2合并到t1中去,也就是在t1的代碼塊中寫上t2.Join()即可。同樣Join中也可以加上等待t2執(zhí)行的時(shí)間,不管t2是否執(zhí)行完畢。
<5> 線程同步
估計(jì)大家也知道,多線程解決了系統(tǒng)的吞吐量和響應(yīng)時(shí)間,同時(shí)也給我們留下了比如死鎖,資源爭(zhēng)用等問(wèn)題,那么我們?nèi)绾?/p>
解決這些問(wèn)題呢?呵呵,Anders Hejlsberg 這位老前輩已經(jīng)給我們提供了很多的實(shí)現(xiàn)同步線程的類,比如Mutex,Monitor,
Interlocked和AutoResetEvent,當(dāng)然在實(shí)際應(yīng)用中,我們還是喜歡使用簡(jiǎn)化版的lock,因?yàn)檫@玩意能夠使編程簡(jiǎn)化,同時(shí)使
程序看起來(lái)簡(jiǎn)潔明了。
<6> 同樣我也舉個(gè)例子
public class ThreadHelper { public static void MainThread() { ThreadHelper helper = new ThreadHelper(100); Thread[] thread = new Thread[20]; for (int i = 0; i < 20; i++) { thread[i] = new Thread(helper.DoTransactions); thread[i].Name = "線程" + i; } foreach (var single in thread) { single.Start(); } } int balance; object obj = new object(); public ThreadHelper(int balance) { this.balance = balance; } #region 取款操作 /// <summary> /// 取款操作 /// </summary> /// <param name="amount"></param> public void WithDraw(int amount) { lock (obj) { if (balance <= 0) { Console.WriteLine("哈哈,已經(jīng)取完了"); return; } if (balance >= amount) { Console.WriteLine("取款前余額:{0},取款:{1},還剩余額:{2}", balance, amount, balance - amount); balance = balance - amount; } else { Console.WriteLine("取款前余額:{0},取款:{1},還剩余額:{2}", balance, balance, balance = 0); } } } #endregion #region 自動(dòng)取款操作 /// <summary> /// 自動(dòng)取款操作 /// </summary> public void DoTransactions(object obj) { int random = new Random().Next(4, 10); Thread.Sleep(5000); WithDraw(random); } #endregion }
當(dāng)我們加上lock的時(shí)候一切正常,但是當(dāng)我們把lock去掉的時(shí)候,看看線程們會(huì)有“爭(zhēng)用資源”的現(xiàn)象嗎?,在下圖中可以看到,出現(xiàn)了如下的現(xiàn)象,
當(dāng)然這不是我想看到的結(jié)果,如果在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)是多么難找的bug。
<8> 線程池
上面的例子中,我創(chuàng)建了20個(gè)線程來(lái)完成任務(wù),比如在某些實(shí)際應(yīng)用中,Client端的每個(gè)請(qǐng)求Server都需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)線程來(lái)處理,
那么當(dāng)線程很多的時(shí)候并不是一件好事情,這會(huì)導(dǎo)致過(guò)度的使用系統(tǒng)資源而耗盡內(nèi)存,那么自然就會(huì)引入“線程池”。
線程池:是一個(gè)在后臺(tái)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)的集合,他封裝了我們對(duì)線程的基本操作,我們能做的就只要把“入口方法”丟給線程池就行了。
特點(diǎn): 線程池有最大線程數(shù)限制,大小在不同的機(jī)器上是否區(qū)別的,當(dāng)池中的線程都是繁忙狀態(tài),后入的方法就會(huì)排隊(duì),直至池中有空閑的線程來(lái)處理。
代碼: 修改后如下:
public static void MainThread() { ThreadHelper helper = new ThreadHelper(100); for (int i = 0; i < 20; i++) { ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(helper.DoTransactions)); } //Thread[] thread = new Thread[20]; //for (int i = 0; i < 20; i++) //{ // thread[i] = new Thread(helper.DoTransactions); // thread[i].Name = "線程" + i; //} //foreach (var single in thread) //{ // single.Start(); //} }
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