C#线程系列讲座(2)：Thread类的应用

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上一篇： C#线程系列讲座(1)：BeginInvoke和EndInvoke方法

一、 Thread 类的基本用法

通过 System.Threading.Thread类可以开始新的线程，并在线程堆栈中运行静态或实例方法。可以通过 Thread类的的构造方法传递一个无参数，并且不返回值（返回 void）的委托 (ThreadStart)，这个委托的定义如下：

[ComVisibleAttribute(true)]

public delegate void ThreadStart()

我们可以通过如下的方法来建立并运行一个线程。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;

namespace MyThread
{
     class Program
    {
         public static void myStaticThreadMethod()
        {
            Console.WriteLine( " myStaticThreadMethod " );
        }
         static void Main( string [] args)
        {
            Thread thread1 = new Thread(myStaticThreadMethod);
            thread1.Start();   // 只要使用Start方法，线程才会运行
        }
    }
}

除了运行静态的方法，还可以在线程中运行实例方法，代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;

namespace MyThread
{
     class Program
    {
         public void myThreadMethod()
        {
            Console.WriteLine( " myThreadMethod " );
        }
         static void Main( string [] args)
        {
            Thread thread2 = new Thread( new Program().myThreadMethod);
            thread2.Start();
        }
    }
}

如果读者的方法很简单，或出去某种目的，也可以通过匿名委托或 Lambda 表达式来为 Thread 的构造方法赋值，代码如下：

Thread thread3 = new Thread( delegate () { Console.WriteLine( " 匿名委托 " ); });
thread3.Start();

Thread thread4 = new Thread(( ) => { Console.WriteLine( " Lambda表达式 " ); });
thread4.Start();

其中Lambda表达式前面的 ( )表示没有参数。

为了区分不同的线程，还可以为 Thread类的 Name属性赋值，代码如下：

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

如果将上面 thread1至 thread5放到一起执行，由于系统对线程的调度不同，输出的结果是不定的，如图 1是一种可能的输出结果。

图1

二、 定义一个线程类

我们可以将 Thread 类封装在一个 MyThread 类中，以使任何从 MyThread 继承的类都具有多线程能力。 MyThread 类的代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
namespace MyThread
{
    abstract class MyThread
    {
       Thread thread = null ;

        abstract public void run();

         public void start()
        {
             if (thread == null )
                thread = new Thread(run);
            thread.Start();
        }
    }
}

可以用下面的代码来使用 MyThread 类。

class NewThread : MyThread
{
       override public void run()
      {
          Console.WriteLine( " 使用MyThread建立并运行线程 " );
      }
  }

   static void Main( string [] args)
  {

      NewThread nt = new NewThread();
      nt.start();
  }

我们还可以利用 MyThread来为线程传递任意复杂的参数。详细内容见下节。

三、 为线程传递参数

Thread类有一个带参数的委托类型的重载形式。这个委托的定义如下：

[ComVisibleAttribute(false)]

public delegate void ParameterizedThreadStart(Object obj)

这个 Thread类的构造方法的定义如下：

public Thread(ParameterizedThreadStart start);

下面的代码使用了这个带参数的委托向线程传递一个字符串参数：

public static void myStaticParamThreadMethod(Object obj)
{
    Console.WriteLine(obj);
}

static void Main( string [] args)
{
      Thread thread = new Thread(myStaticParamThreadMethod);
      thread.Start( " 通过委托的参数传值 " );
}

要注意的是，如果使用的是不带参数的委托，不能使用带参数的 Start方法运行线程，否则系统会抛出异常。但使用带参数的委托，可以使用 thread.Start()来运行线程，这时所传递的参数值为 null。

也可以定义一个类来传递参数值，如下面的代码如下：

class MyData
{
    private String d1;
    private int d2;
    public MyData(String d1, int d2)
    {
    this .d1 = d1;
    this .d2 = d2;
    }
    public void threadMethod()
    {
        Console.WriteLine(d1);
      Console.WriteLine(d2);
    }
}

MyData myData = new MyData( " abcd " , 1234 );
Thread thread = new Thread(myData.threadMethod);
thread.Start();

如果使用在第二节定义的 MyThread 类，传递参数会显示更简单，代码如下：

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、 前台和后台线程

使用 Thread 建立的线程默认情况下是前台线程，在进程中，只要有一个前台线程未退出，进程就不会终止。主线程就是一个前台线程。而后台线程不管线程是否结束，只要所有的前台线程都退出（包括正常退出和异常退出）后，进程就会自动终止。一般后台线程用于处理时间较短的任务，如在一个 Web 服务器中可以利用后台线程来处理客户端发过来的请求信息。而前台线程一般用于处理需要长时间等待的任务，如在 Web 服务器中的监听客户端请求的程序，或是定时对某些系统资源进行扫描的程序。下面的代码演示了前台和后台线程的区别。

public static void myStaticThreadMethod()
{
Thread.Sleep( 3000 );
}

Thread thread = new Thread(myStaticThreadMethod);
// thread.IsBackground = true;
thread.Start();

如果运行上面的代码，程序会等待 3秒后退出，如果将注释去掉，将 thread设成后台线程，则程序会立即退出。

要注意的是，必须在调用 Start方法之前设置线程的类型，否则一但线程运行，将无法改变其类型。

通过BeginXXX方法运行的线程都是后台线程。

五、 判断多个线程是否都结束的两种方法

确定所有线程是否都完成了工作的方法有很多，如可以采用类似于对象计数器的方法，所谓对象计数器，就是一个对象被引用一次，这个计数器就加 1，销毁引用就减 1，如果引用数为 0，则垃圾搜集器就会对这些引用数为 0的对象进行回收。

方法一：线程计数器

线程也可以采用计数器的方法，即为所有需要监视的线程设一个线程计数器，每开始一个线程，在线程的执行方法中为这个计数器加 1，如果某个线程结束（在线程执行方法的最后为这个计数器减 1），为这个计数器减 1。然后再开始一个线程，按着一定的时间间隔来监视这个计数器，如是棕个计数器为 0，说明所有的线程都结束了。当然，也可以不用这个监视线程，而在每一个工作线程的最后（在为计数器减 1的代码的后面）来监视这个计数器，也就是说，每一个工作线程在退出之前，还要负责检测这个计数器。使用这种方法不要忘了同步这个计数器变量啊，否则会产生意想不到的后果。

方法二：使用 Thread.join 方法

join方法只有在线程结束时才继续执行下面的语句。可以对每一个线程调用它的 join方法，但要注意，这个调用要在另一个线程里，而不要在主线程，否则程序会被阻塞的。

个人感觉这种方法比较好。

线程计数器方法演示：

     class ThreadCounter : MyThread
    {
         private static int count = 0 ;
         private int ms;
         private static void increment()
        {
             lock ( typeof (ThreadCounter))   // 必须同步计数器
            {
                count ++ ;
            }
        }
         private static void decrease()
        {
             lock ( typeof (ThreadCounter))
            {
                count -- ;
            }
        }
         private static int getCount()
        {
             lock ( typeof (ThreadCounter))
            {
                 return count;
            }
        }
         public ThreadCounter( int ms)
        {
             this .ms = ms;
        }
         override public void run()
        {
            increment();
            Thread.Sleep(ms);
            Console.WriteLine(ms.ToString() + " 毫秒任务结束 " );
            decrease();
             if (getCount() == 0 )
                Console.WriteLine( " 所有任务结束 " );
        }
    }

ThreadCounter counter1 = new ThreadCounter( 3000 );
ThreadCounter counter2 = new ThreadCounter( 5000 );
ThreadCounter counter3 = new ThreadCounter( 7000 );

counter1.start();
counter2.start();
counter3.start();

上面的代码虽然在大多数的时候可以正常工作，但却存在一个隐患，就是如果某个线程，假设是counter1，在运行后，由于某些原因，其他的线程并未运行，在这种情况下，在counter1运行完后，仍然可以显示出“所有任务结束”的提示信息，但是counter2和counter3还并未运行。为了消除这个隐患，可以将increment方法从run中移除，将其放到ThreadCounter的构造方法中，在这时，increment方法中的lock也可以去掉了。代码如：

        public ThreadCounter( int ms)
        {
             this .ms = ms;
            increment();
        }

运行上面的程序后，将显示如图 2的结果。

图2

使用 Thread.join 方法演示

private static void threadMethod(Object obj)
{
    Thread.Sleep(Int32.Parse(obj.ToString()));
    Console.WriteLine(obj + " 毫秒任务结束 " );
}
private static void joinAllThread( object obj)
{
    Thread[] threads = obj as Thread[];
     foreach (Thread t in threads)
        t.Join();
    Console.WriteLine( " 所有的线程结束 " );
}

static void Main( string [] args)
{
    Thread thread1 = new Thread(threadMethod);
    Thread thread2 = new Thread(threadMethod);
    Thread thread3 = new Thread(threadMethod);

     thread1.Start( 3000 );
     thread2.Start( 5000 );
     thread3.Start( 7000 );

     Thread joinThread = new Thread(joinAllThread);
     joinThread.Start( new Thread[] { thread1, thread2, thread3 });

}

在运行上面的代码后，将会得到和图 2同样的运行结果。上述两种方法都没有线程数的限制，当然，仍然会受到操作系统和硬件资源的限制。

#1楼 2008-07-17 08:40 GuoYong.Che

#2楼 2008-07-17 09:33 Seattle

#3楼 2008-07-17 10:23 xiao_p

受教育了

多个线程，一般是弄个异步代理，然后写个回调方法来通知主线程，线程结束！

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#4楼 [楼主 ] 2008-07-17 10:34 银河使者

确定多个线程是否完成的方法很多，但基本可以分为主动式和被动式。主动式就是由每个线程在结束时来通知主线程或其他监视线程。如本文的第一种方法就属性主动式，当然可以将write(...)改成回调函数形式了。

被动方式是由其他的监视线程对多个线程进行监控，本文的第二种方法就属性这种方式。回复引用查看

#5楼 2008-07-17 10:46 程序一生 [未注册用户]

#6楼 2008-07-17 11:56 清炒白菜

不错，用Join来等待所有线程完成工作的办法很神奇～
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#7楼 2008-07-17 15:28 daodao

#8楼 2008-07-17 15:30 daodao

#9楼 [楼主 ] 2008-07-17 15:53 银河使者

当调用一个线程的join方法时，如果这个线程未执行完，程序将被阻塞。回复引用查看

#10楼 2008-10-22 12:02 zw11 [未注册用户]

非常感谢楼主，因为你的文章，让我对多线程有了进一步的了解回复引用

C#线程系列讲座(2)：Thread类的应用