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到。
二:進(jìn)程
framework里面對“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)也沒啥好說的,不過有一個(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)閉我們打開的Process,往往會(huì)造成就是我們數(shù)據(jù)的丟失,所以說在萬不得已的情況下不要使用kill,當(dāng)然在無圖形界面的應(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請輸入您要查看的進(jìn)程:");
helper.ShowProcessSingle(Console.ReadLine());
Console.Write("\n請輸入您要開啟的程序:\t");
var name = helper.StartProcess(Console.ReadLine());
Console.WriteLine("程序已經(jīng)開啟,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)程開啟
/// <summary>
/// 進(jìn)程開啟
/// </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真的被我打開了,嗯,8錯(cuò),Process還是蠻好玩的。
這里要注意一點(diǎn):
我們在59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”。

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,資源爭用等問題,那么我們?nèi)绾?/p>
解決這些問題呢?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化版的lock,因?yàn)檫@玩意能夠使編程簡化,同時(shí)使
程序看起來簡潔明了。
<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)線程來完成任務(wù),比如在某些實(shí)際應(yīng)用中,Client端的每個(gè)請求Server都需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)線程來處理,
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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