C#多線程學(xué)習(xí)之(四)使用線程池進(jìn)行多線程的自動(dòng)管理
本文實(shí)例講述了C#多線程學(xué)習(xí)之使用線程池進(jìn)行多線程的自動(dòng)管理。分享給大家供大家參考。具體如下:
在多線程的程序中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)兩種情況:
一種情況: 應(yīng)用程序中,線程把大部分的時(shí)間花費(fèi)在等待狀態(tài),等待某個(gè)事件發(fā)生,然后才能給予響應(yīng)
這一般使用ThreadPool(線程池)來(lái)解決;
另一種情況:線程平時(shí)都處于休眠狀態(tài),只是周期性地被喚醒
這一般使用Timer(定時(shí)器)來(lái)解決;
ThreadPool類(lèi)提供一個(gè)由系統(tǒng)維護(hù)的線程池(可以看作一個(gè)線程的容器),該容器需要 Windows 2000 以上系統(tǒng)支持,因?yàn)槠渲心承┓椒ㄕ{(diào)用了只有高版本的Windows才有的API函數(shù)。
將線程安放在線程池里,需使用ThreadPool.QueueUserWorkItem()方法,該方法的原型如下:
將一個(gè)線程放進(jìn)線程池,該線程的Start()方法將調(diào)用WaitCallback代理對(duì)象代表的函數(shù)
public static bool QueueUserWorkItem(WaitCallback);
重載的方法如下,參數(shù)object將傳遞給WaitCallback所代表的方法
public static bool QueueUserWorkItem(WaitCallback, object);
注意:
ThreadPool類(lèi)是一個(gè)靜態(tài)類(lèi),你不能也不必要生成它的對(duì)象。而且一旦使用該方法在線程池中添加了一個(gè)項(xiàng)目,那么該項(xiàng)目將是無(wú)法取消的。
在這里你無(wú)需自己建立線程,只需把你要做的工作寫(xiě)成函數(shù),然后作為參數(shù)傳遞給ThreadPool.QueueUserWorkItem()方法就 行了,傳遞的方法就是依靠WaitCallback代理對(duì)象,而線程的建立、管理、運(yùn)行等工作都是由系統(tǒng)自動(dòng)完成的,你無(wú)須考慮那些復(fù)雜的細(xì)節(jié)問(wèn)題。
ThreadPool 的用法:
首先程序創(chuàng)建了一個(gè)ManualResetEvent對(duì)象,該對(duì)象就像一個(gè)信號(hào)燈,可以利用它的信號(hào)來(lái)通知其它線程。
本例中,當(dāng)線程池中所有線程工作都完成以后,ManualResetEvent對(duì)象將被設(shè)置為有信號(hào),從而通知主線程繼續(xù)運(yùn)行。
ManualResetEvent對(duì)象有幾個(gè)重要的方法:
初始化該對(duì)象時(shí),用戶可以指定其默認(rèn)的狀態(tài)(有信號(hào)/無(wú)信號(hào));
在初始化以后,該對(duì)象將保持原來(lái)的狀態(tài)不變,直到它的Reset()或者Set()方法被調(diào)用:
Reset()方法:將其設(shè)置為無(wú)信號(hào)狀態(tài);
Set()方法:將其設(shè)置為有信號(hào)狀態(tài)。
WaitOne()方法:使當(dāng)前線程掛起,直到ManualResetEvent對(duì)象處于有信號(hào)狀態(tài),此時(shí)該線程將被激活。然后,程序?qū)⑾蚓€程池中添加工 作項(xiàng),這些以函數(shù)形式提供的工作項(xiàng)被系統(tǒng)用來(lái)初始化自動(dòng)建立的線程。當(dāng)所有的線程都運(yùn)行完了以后,ManualResetEvent.Set()方法被調(diào) 用,因?yàn)檎{(diào)用了ManualResetEvent.WaitOne()方法而處在等待狀態(tài)的主線程將接收到這個(gè)信號(hào),于是它接著往下執(zhí)行,完成后邊的工 作。
ThreadPool 的用法示例:
using System; using System.Collections; using System.Threading; namespace ThreadExample { //這是用來(lái)保存信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),將作為參數(shù)被傳遞 public class SomeState { public int Cookie; public SomeState(int iCookie) { Cookie = iCookie; } } public class Alpha { public Hashtable HashCount; public ManualResetEvent eventX; public static int iCount = 0; public static int iMaxCount = 0; public Alpha(int MaxCount) { HashCount = new Hashtable(MaxCount); iMaxCount = MaxCount; } //線程池里的線程將調(diào)用Beta()方法 public void Beta(Object state) { //輸出當(dāng)前線程的hash編碼值和Cookie的值 Console.WriteLine(" {0} {1} :", Thread.CurrentThread.GetHashCode(),((SomeState)state).Cookie); Console.WriteLine("HashCount.Count=={0}, Thread.CurrentThread.GetHashCode()=={1}", HashCount.Count, Thread.CurrentThread.GetHashCode()); lock (HashCount) { //如果當(dāng)前的Hash表中沒(méi)有當(dāng)前線程的Hash值,則添加之 if (!HashCount.ContainsKey(Thread.CurrentThread.GetHashCode())) HashCount.Add (Thread.CurrentThread.GetHashCode(), 0); HashCount[Thread.CurrentThread.GetHashCode()] = ((int)HashCount[Thread.CurrentThread.GetHashCode()])+1; } int iX = 2000; Thread.Sleep(iX); //Interlocked.Increment()操作是一個(gè)原子操作,具體請(qǐng)看下面說(shuō)明 Interlocked.Increment(ref iCount); if (iCount == iMaxCount) { Console.WriteLine(); Console.WriteLine("Setting eventX "); eventX.Set(); } } } public class SimplePool { public static int Main(string[] args) { Console.WriteLine("Thread Pool Sample:"); bool W2K = false; int MaxCount = 10;//允許線程池中運(yùn)行最多10個(gè)線程 //新建ManualResetEvent對(duì)象并且初始化為無(wú)信號(hào)狀態(tài) ManualResetEvent eventX = new ManualResetEvent(false); Console.WriteLine("Queuing {0} items to Thread Pool", MaxCount); Alpha oAlpha = new Alpha(MaxCount); //創(chuàng)建工作項(xiàng) //注意初始化oAlpha對(duì)象的eventX屬性 oAlpha.eventX = eventX; Console.WriteLine("Queue to Thread Pool 0"); try { //將工作項(xiàng)裝入線程池 //這里要用到Windows 2000以上版本才有的API,所以可能出現(xiàn)NotSupportException異常 ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(oAlpha.Beta), new SomeState(0)); W2K = true; } catch (NotSupportedException) { Console.WriteLine("These API's may fail when called on a non-Windows 2000 system."); W2K = false; } if (W2K)//如果當(dāng)前系統(tǒng)支持ThreadPool的方法. { for (int iItem=1;iItem < MaxCount;iItem++) { //插入隊(duì)列元素 Console.WriteLine("Queue to Thread Pool {0}", iItem); ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(oAlpha.Beta), new SomeState(iItem)); } Console.WriteLine("Waiting for Thread Pool to drain"); //等待事件的完成,即線程調(diào)用ManualResetEvent.Set()方法 eventX.WaitOne(Timeout.Infinite,true); //WaitOne()方法使調(diào)用它的線程等待直到eventX.Set()方法被調(diào)用 Console.WriteLine("Thread Pool has been drained (Event fired)"); Console.WriteLine(); Console.WriteLine("Load across threads"); foreach(object o in oAlpha.HashCount.Keys) Console.WriteLine("{0} {1}", o, oAlpha.HashCount[o]); } Console.ReadLine(); return 0; } } } }
程序中應(yīng)該引起注意的地方:
SomeState類(lèi)是一個(gè)保存信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),它在程序中作為參數(shù)被傳遞給每一個(gè)線程,因?yàn)槟阈枰岩恍┯杏玫男畔⒎庋b起來(lái)提供給線程,而這種方式是非常有效的。
程序出現(xiàn)的InterLocked類(lèi)也是專(zhuān)為多線程程序而存在的,它提供了一些有用的原子操作。
原子操作:就是在多線程程序中,如果這個(gè)線程調(diào)用這個(gè)操作修改一個(gè)變量,那么其他線程就不能修改這個(gè)變量了,這跟lock關(guān)鍵字在本質(zhì)上是一樣的。
我們應(yīng)該徹底地分析上面的程序,把握住線程池的本質(zhì),理解它存在的意義是什么,這樣才能得心應(yīng)手地使用它。
希望本文所述對(duì)大家的C#程序設(shè)計(jì)有所幫助。
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