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C# 線程的定義和使用 - Peter.Luo - 博客園

一、C# Thread類的基本用法

通過System.Threading.Thread類可以開始新的線程，並在線程堆棧中運行靜態或實例方法。可以通過Thread類的的構造方法傳遞一個無參數，並且不返回值（返回void）的委托(ThreadStart)，這個委托的定義如下：

[ComVisibleAttribute(true)]

public delegate void ThreadStart()

我們可以通過如下的方法來建立並運行一個線程。

 1 using System;  
 2 using System.Collections.Generic;  
 3 using System.Linq;  
 4 using System.Text;  
 5 using System.Threading;  
 6  
 7 namespace MyThread  
 8 {  
 9     class Program  
10     {  
11         public static void myStaticThreadMethod()  
12         {  
13             Console.WriteLine("myStaticThreadMethod");  
14         }  
15         static void Main(string[] args)  
16         {  
17             Thread thread1 = new Thread(myStaticThreadMethod);  
18             thread1.Start();  // 只要使用Start方法，線程才會運行  
19         }  
20     }  
21 }  
22  

除了運行靜態的方法，還可以在線程中運行實例方法，代碼如下：

 1 using System;  
 2 using System.Collections.Generic;  
 3 using System.Linq;  
 4 using System.Text;  
 5 using System.Threading;  
 6  
 7 namespace MyThread  
 8 {  
 9     class Program  
10     {  
11         public void myThreadMethod()  
12         {  
13             Console.WriteLine("myThreadMethod");  
14         }  
15         static void Main(string[] args)  
16         {  
17             Thread thread2 = new Thread(new Program().myThreadMethod);  
18             thread2.Start();  
19         }  
20     }  
21 }  
22  

如果讀者的方法很簡單，或出去某種目的，也可以通過匿名委托或Lambda表達式來為Thread的構造方法賦值，代碼如下：

1 Thread thread3 = new Thread(delegate() { Console.WriteLine("匿名委托"); });  
2 thread3.Start();  
3  
4 Thread thread4 = new Thread(( ) => { Console.WriteLine("Lambda表達式"); });  
5 thread4.Start();  
6  

其中Lambda表達式前面的( )表示沒有參數。

為了區分不同的線程，還可以為Thread類的Name屬性賦值，代碼如下：

1 Thread thread5 = new Thread(()=>{ Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name); });  
2 thread5.Name = "我的Lamdba";  
3 thread5.Start(); 

如果將上面thread1至thread5放到一起執行，由於系統對線程的調度不同，輸出的結果是不定的，如圖1是一種可能的輸出結果。

圖1

二、 定義一個線程類

我們可以將Thread類封裝在一個MyThread類中，以使任何從MyThread繼承的類都具有多線程能力。MyThread類的代碼如下：

 1 using System;  
 2 using System.Collections.Generic;  
 3 using System.Linq;  
 4 using System.Text;  
 5 using System.Threading;  
 6 namespace MyThread  
 7 {  
 8    abstract class MyThread  
 9     {  
10        Thread thread = null;  
11  
12        abstract public void run();      
13  
14         public void start()  
15         {  
16             if (thread == null)  
17                 thread = new Thread(run);  
18             thread.Start();  
19         }  
20     }  
21 }  
22  

可以用下面的代碼來使用MyThread類。

 1 class NewThread : MyThread  
 2 {  
 3       override public void run()  
 4       {  
 5           Console.WriteLine("使用MyThread建立並運行線程");  
 6       }  
 7   }  
 8  
 9   static void Main(string[] args)  
10   {  
11  
12       NewThread nt = new NewThread();  
13       nt.start();  
14   }  
15  

我們還可以利用MyThread來為線程傳遞任意復雜的參數。詳細內容見下節。

三、C# Thread類：為線程傳遞參數

Thread類有一個帶參數的委托類型的重載形式。這個委托的定義如下：

[ComVisibleAttribute(false)]

public delegate void ParameterizedThreadStart(Object obj)

這個Thread類的構造方法的定義如下：

1. public Thread(ParameterizedThreadStart start);

下面的代碼使用了這個帶參數的委托向線程傳遞一個字符串參數：

 1 public static void myStaticParamThreadMethod(Object obj)  
 2 {  
 3     Console.WriteLine(obj);  
 4 }  
 5  
 6 static void Main(string[] args)  
 7 {  
 8       Thread thread = new Thread(myStaticParamThreadMethod);  
 9       thread.Start("通過委托的參數傳值");  
10 }  
11  

要註意的是，如果使用的是不帶參數的委托，不能使用帶參數的Start方法運行線程，否則系統會拋出異常。但使用帶參數的委托，可以使用thread.Start()來運行線程，這時所傳遞的參數值為null。

也可以定義一個類來傳遞參數值，如下面的代碼如下：

 1 class MyData  
 2 {  
 3     private String d1;  
 4     private int d2;  
 5     public MyData(String d1, int d2)  
 6     {  
 7           this.d1 = d1;  
 8           this.d2 = d2;  
 9     }  
10     public void threadMethod()  
11     {  
12           Console.WriteLine(d1);  
13           Console.WriteLine(d2);  
14     }  
15 }  
16  
17 MyData myData = new MyData("abcd",1234);  
18 Thread thread = new Thread(myData.threadMethod);  
19 thread.Start();  
20  

如果使用在第二節定義的MyThread類，傳遞參數會顯示更簡單，代碼如下：

class NewThread : MyThread  
{  
    private String p1;  
    private int p2;  
    public NewThread(String p1, int p2)  
    {  
        this.p1 = p1;  
        this.p2 = p2;  
    }  
 
    override public void run()  
    {  
        Console.WriteLine(p1);  
        Console.WriteLine(p2);  
    }  
}  
 
NewThread newThread = new NewThread("hello world", 4321);  
newThread.start();  
 

四、前臺和後臺線程

使用Thread建立的線程默認情況下是前臺線程，在進程中，只要有一個前臺線程未退出，進程就不會終止。主線程就是一個前臺線程。而後臺線程不管線程是否結束，只要所有的前臺線程都退出（包括正常退出和異常退出）後，進程就會自動終止。一般後臺線程用於處理時間較短的任務，如在一個Web服務器中可以利用後臺線程來處理客戶端發過來的請求信息。而前臺線程一般用於處理需要長時間等待的任務，如在Web服務器中的監聽客戶端請求的程序，或是定時對某些系統資源進行掃描的程序。下面的代碼演示了前臺和後臺線程的區別。

1 public static void myStaticThreadMethod()  
2 {  
3     Thread.Sleep(3000);  
4 }  
5  
6 Thread thread = new Thread(myStaticThreadMethod);  
7 // thread.IsBackground = true;  
8 thread.Start();  

如果運行上面的代碼，程序會等待3秒後退出，如果將註釋去掉，將thread設成後臺線程，則程序會立即退出。

要註意的是，必須在調用Start方法之前設置線程的類型，否則一但線程運行，將無法改變其類型。

通過BeginXXX方法運行的線程都是後臺線程。

五、C# Thread類：判斷多個線程是否都結束的兩種方法

確定所有線程是否都完成了工作的方法有很多，如可以采用類似於對象計數器的方法，所謂對象計數器，就是一個對象被引用一次，這個計數器就加1，銷毀引用就減1，如果引用數為0，則垃圾搜集器就會對這些引用數為0的對象進行回收。

方法一：線程計數器

線程也可以采用計數器的方法，即為所有需要監視的線程設一個線程計數器，每開始一個線程，在線程的執行方法中為這個計數器加1，如果某個線程結束（在線程執行方法的最後為這個計數器減1），為這個計數器減1。然後再開始一個線程，按著一定的時間間隔來監視這個計數器，如是棕個計數器為0，說明所有的線程都結束了。當然，也可以不用這個監視線程，而在每一個工作線程的最後（在為計數器減1的代碼的後面）來監視這個計數器，也就是說，每一個工作線程在退出之前，還要負責檢測這個計數器。使用這種方法不要忘了同步這個計數器變量啊，否則會產生意想不到的後果。

方法二：使用Thread.join方法

join方法只有在線程結束時才繼續執行下面的語句。可以對每一個線程調用它的join方法，但要註意，這個調用要在另一個線程裏，而不要在主線程，否則程序會被阻塞的。

個人感覺這種方法比較好。

線程計數器方法演示：

 1     class ThreadCounter : MyThread  
 2     {  
 3         private static int count = 0;  
 4         private int ms;  
 5         private static void increment()  
 6         {  
 7             lock (typeof(ThreadCounter))  // 必須同步計數器  
 8             {  
 9                 count++;  
10             }  
11         }  
12         private static void decrease()  
13         {  
14             lock (typeof(ThreadCounter))  
15             {  
16                 count--;  
17             }  
18         }  
19         private static int getCount()  
20         {  
21             lock (typeof(ThreadCounter))  
22             {  
23                 return count;  
24             }  
25         }  
26         public ThreadCounter(int ms)  
27         {  
28             this.ms = ms;  
29         }  
30         override public void run()  
31         {  
32             increment();  
33             Thread.Sleep(ms);  
34             Console.WriteLine(ms.ToString()+"毫秒任務結束");  
35             decrease();  
36             if (getCount() == 0)  
37                 Console.WriteLine("所有任務結束");  
38         }  
39     }  
40  
41  
42 ThreadCounter counter1 = new ThreadCounter(3000);  
43 ThreadCounter counter2 = new ThreadCounter(5000);  
44 ThreadCounter counter3 = new ThreadCounter(7000);  
45  
46 counter1.start();  
47 counter2.start();  
48 counter3.start();  
49  

上面的代碼雖然在大多數的時候可以正常工作，但卻存在一個隱患，就是如果某個線程，假設是counter1，在運行後，由於某些原因，其他的線程並未運行，在這種情況下，在counter1運行完後，仍然可以顯示出“所有任務結束”的提示信息，但是counter2和counter3還並未運行。為了消除這個隱患，可以將increment方法從run中移除，將其放到ThreadCounter的構造方法中，在這時，increment方法中的lock也可以去掉了。代碼如：

1 public ThreadCounter(int ms)  
2 {  
3     this.ms = ms;  
4     increment();  
5 } 

運行上面的程序後，將顯示如圖2的結果。

圖2

使用Thread.join方法演示

 1 private static void threadMethod(Object obj)  
 2 {  
 3     Thread.Sleep(Int32.Parse(obj.ToString()));  
 4     Console.WriteLine(obj + "毫秒任務結束");  
 5 }  
 6 private static void joinAllThread(object obj)  
 7 {  
 8     Thread[] threads = obj as Thread[];  
 9     foreach (Thread t in threads)  
10         t.Join();  
11     Console.WriteLine("所有的線程結束");  
12 }  
13  
14 static void Main(string[] args)  
15 {  
16     Thread thread1 = new Thread(threadMethod);  
17     Thread thread2 = new Thread(threadMethod);  
18     Thread thread3 = new Thread(threadMethod);  
19  
20      thread1.Start(3000);  
21      thread2.Start(5000);  
22      thread3.Start(7000);  
23  
24      Thread joinThread = new Thread(joinAllThread);  
25      joinThread.Start(new Thread[] { thread1, thread2, thread3 });  
26  
27 }  
28  

在運行上面的代碼後，將會得到和圖2同樣的運行結果。上述兩種方法都沒有線程數的限制，當然，仍然會受到操作系統和硬件資源的限制。

C# 線程的定義和使用 - Peter.Luo - 博客園