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C#中的多线程2(摘自网络)

原作者: [db:作者] 来自: [db:来源] 收藏 邀请
读者一定注意到了Thread.ThreadState这个属性,这个属性代表了线程运行时状态,在不同的情况下有不同的值,于是我们有时候可以通过对该值的判断来设计程序流程。ThreadState在各种情况下的可能取值如下: 

Aborted:线程已停止 
AbortRequested:线程的Thread.Abort()方法已被调用,但是线程还未停止 
Background:线程在后台执行,与属性Thread.IsBackground有关 
Running:线程正在正常运行 
Stopped:线程已经被停止 
StopRequested:线程正在被要求停止 
Suspended:线程已经被挂起(此状态下,可以通过调用Resume()方法重新运行) 
SuspendRequested:线程正在要求被挂起,但是未来得及响应 
Unstarted:未调用Thread.Start()开始线程的运行 
WaitSleepJoin:线程因为调用了Wait(),Sleep()或Join()等方法处于封锁状态 

上面提到了Background状态表示该线程在后台运行,那么后台运行的线程有什么特别的地方呢?其实后台线程跟前台线程只有一个区别,那就是后台线程不妨碍程序的终止。一旦一个进程所有的前台线程都终止后,CLR(通用语言运行环境)将通过调用任意一个存活中的后台进程的Abort()方法来彻底终止进程。 

当线程之间争夺CPU时间时,CPU按照是线程的优先级给予服务的。在C#应用程序中,用户可以设定5个不同的优先级,由高到低分别是Highest,AboveNormal,Normal,BelowNormal,Lowest,在创建线程时如果不指定优先级,那么系统默认为ThreadPriority.Normal。给一个线程指定优先级 
,我们可以使用如下代码: 

//设定优先级为最低 
myThread.Priority=ThreadPriority.Lowest; 

通过设定线程的优先级,我们可以安排一些相对重要的线程优先执行,例如对用户的响应等等。 

现在我们对怎样创建和控制一个线程已经有了一个初步的了解,下面我们将深入研究线程实现中比较典型的的问题,并且探讨其解决方法。 

三.线程的同步和通讯——生产者和消费者 

假设这样一种情况,两个线程同时维护一个队列,如果一个线程对队列中添加元素,而另外一个线程从队列中取用元素,那么我们称添加元素的线程为生产者,称取用元素的线程为消费者。生产者与消费者问题看起来很简单,但是却是多线程应用中一个必须解决的问题,它涉及到线程之间的同步和通讯问题。 

前面说过,每个线程都有自己的资源,但是代码区是共享的,即每个线程都可以执行相同的函数。但是多线程环境下,可能带来的问题就是几个线程同时执行一个函数,导致数据的混乱,产生不可预料的结果,因此我们必须避免这种情况的发生。C#提供了一个关键字lock,它可以把一段代码定义为互斥段(critical section),互斥段在一个时刻内只允许一个线程进入执行,而其他线程必须等待。在C#中,关键字lock定义如下: 

lock(expression) statement_block 
expression代表你希望跟踪的对象,通常是对象引用。一般地,如果你想保护一个类的实例,你可以使用this;如果你希望保护一个静态变量(如互斥代码段在一个静态方法内部),一般使用类名就可以了。而statement_block就是互斥段的代码,这段代码在一个时刻内只可能被一个线程执行。 

 

  下面是一个使用lock关键字的典型例子,我将在注释里向大家说明lock关键字的用法和用途: 

//lock.cs 
using System; 

using System.Threading; 


internal class Account 
 

而多线程公用一个对象时,也会出现和公用代码类似的问题,这种问题就不应该使用lock关键字了,这里需要用到System.Threading中的一个类Monitor,我们可以称之为监视器,Monitor提供了使线程共享资源的方案。 

  Monitor类可以锁定一个对象,一个线程只有得到这把锁才可以对该对象进行操作。对象锁机制保证了在可能引起混乱的情况下一个时刻只有一个线程可以访问这个对象。Monitor必须和一个具体的对象相关联,但是由于它是一个静态的类,所以不能使用它来定义对象,而且它的所有方法都是静态的,不能使用对象来引用。下面代码说明了使用Monitor锁定一个对象的情形: 

...... 
Queue oQueue=new Queue(); 
...... 
Monitor.Enter(oQueue); 
......//现在oQueue对象只能被当前线程操纵了 
Monitor.Exit(oQueue);//释放锁 

如上所示,当一个线程调用Monitor.Enter()方法锁定一个对象时,这个对象就归它所有了,其它线程想要访问这个对象,只有等待它使用Monitor.Exit()方法释放锁。为了保证线程最终都能释放锁,你可以把Monitor.Exit()方法写在try-catch-finally结构中的finally代码块里。对于任何一个被Monitor锁定的对象,内存中都保存着与它相关的一些信息,其一是现在持有锁的线程的引用,其二是一个预备队列,队列中保存了已经准备好获取锁的线程,其三是一个等待队列,队列中保存着当前正在等待这个对象状态改变的队列的引用。当拥有对象锁的线程准备释放锁时,它使用Monitor.Pulse()方法通知等待队列中的第一个线程,于是该线程被转移到预备队列中,当对象锁被释放时,在预备队列中的线程可以立即获得对象锁。 

下面是一个展示如何使用lock关键字和Monitor类来实现线程的同步和通讯的例子,也是一个典型的生产者与消费者问题。这个例程中,生产者线程和消费者线程是交替进行的,生产者写入一个数,消费者立即读取并且显示,我将在注释中介绍该程序的精要所在。用到的系统命名空间如下: 

using System; 
using System.Threading; 


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