多線程的相關概念
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1.進程:是操作系統結構的基礎;是一個正在執行的程序;計算機中正在運行的程序實例;可以分配給處理器並由處理器執行的一個實體;由單一順序的執行顯示,一個當前狀態和一組相關的系統資源所描述的活動單元。
2.線程:線程是程序中一個單一的順序控制流程。是程序執行流的最小單元。另外,線程是進程中的一個實體,是被系統獨立調度和分派的基本單位,線程自己不擁有系統資源,只擁有一點在運行中必不可少的資源,但它可與同屬一個進程的其它線程共享進程所擁有的全部資源。一個線程可以創建和撤消另一個線程,同一進程中的多個線程之間可以並發執行。由於線程之間的相互制約,致使線程在運行中呈現出間斷性。線程也有就緒、阻塞和運行三種基本狀態。每一個程序都至少有一個線程,若程序只有一個線程,那就是程序本身。
3.多線程:在單個程序中同時運行多個線程完成不同的工作,稱為多線程。
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小結:其實更容易理解一點進程與線程的話,可以舉這樣一個例子:把進程理解成為一個運營著的公司,然而每一個公司員工就可以叫做一個進程。每個公司至少要有一個員工,員工越多,如果你的管理合理的話,公司的運營速度就會越好。這裡官味一點話就是說。cpu大部分時間處於空閒時間,浪費了cpu資源,多線程可以讓一個程序“同時”處理多個事情,提高效率。
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單線程問題演示
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創建一個WinForm應用程序,這裡出現的問題是,點擊按鈕後如果在彈出提示框之前,窗體是不能被拖動的。
代碼如下:
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
for (int i = 0; i < 10000000000; i++)
{
i += 1;
}
MessageBox.Show("出現後能拖動,提示沒出現之前窗體不能被拖動");
}
原因:運行這個應用程序的時候,窗體應用程序自帶一個叫做UI的線程,這個線程負責窗體界面的移動大小等。如果點擊按鈕則這個線程就去處理這個循環計算,而放棄了其它操作,故而窗體拖動無響應。這就是單線程帶來的問題。
解決辦法:使用多線程,我們自己創建線程。把計算代碼放入我們自己寫的線程中,UI線程就能繼續做他的界面響應了。
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線程的創建
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線程的實現:線程一定是要執行一段代碼的,所以要產生一個線程,必須先為該線程寫一個方法,這個方法中的代碼,就是該線程中要執行的代碼,然而啟動線程時,是通過委托調用該方法的。線程啟動是,調用傳過來的委托,委托就會執行相應的方法,從而實現線程執行方法。
代碼如下:
//創建線程
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
//ThreadStart是一個無參無返回值的委托。
ThreadStart ts = new ThreadStart(js);
//初始化Thread的新實例,並通過構造方法將委托ts做為參數賦初始值。
Thread td = new Thread(ts); //需要引入System.Threading命名空間
//運行委托
td.Start();
}
//創建的線程要執行的函數。
void js()
{
for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
{
i += 1;
}
MessageBox.Show("提示出現前後窗體都能被拖動");
}
把這個計算寫入自己寫的線程中,就解決了單線程中的界面無反應缺陷。
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小結:創建線程的4個步驟:1.編寫線程索要執行的方法。2.引用System.Threading命名空。3.實例化Thread類,並傳入一個指向線程所要運行方法的委托。4.調用Start()方法,將該線程標記為可以運行的狀態,但具體執行時間由cpu決定。
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方法重入(多個線程執行一個方法)
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由於線程可與同屬一個進程的其它線程共享進程所擁有的全部資源。
所以多個線程同時執行一個方法的情況是存在的,然而這裡不經過處理的話會出現一點問題,線程之間先後爭搶資源,致使數據計算結果錯亂。
代碼如下:
public partial class 方法重入 : Form
{
public 方法重入()
{
InitializeComponent();
//設置TextBox類的這個屬性是因為,開啟ui線程,
//微軟設置檢測不允許其它線程對ui線程的數據進行訪問,這裡我們把檢測關閉,也就允許了其它線程對ui線程數據的訪問。
//如果檢測不設置為False,則報錯。
TextBox.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;
}
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
textBox1.Text = "0";
//開啟第一個線程,對js方法進行計算
ThreadStart ts = new ThreadStart(js);
Thread td = new Thread(ts);
td.Start();
//開啟第二個線程,對js方法進行計算
ThreadStart ts1 = new ThreadStart(js);
Thread td1 = new Thread(ts1);
td1.Start();
}
//多線程要重入的方法。
void js()
{
int a = Convert.ToInt32(textBox1.Text);
for (int i = 0; i < 2000; i++)
{
a++;
textBox1.Text = a.ToString();
}
}
}
出錯現象:點擊按鈕後TextBox1中數據為2000+或2000,如果你看到的數據一直是2000說明你的計算機cpu比較牛X,這樣的話你想看到不是2000的話,你可以多點擊幾次試試,真不行的話,代碼中給TextBox1賦值為0,換做在界面中給textBox1數值默認值為0試試看。
出錯原因:兩個進程同時計算這個方法,不相干擾應該每個線程計算的結果都是2000的,但是這裡的結果輸出卻讓人以外,原因是第一個兩個線程同時計算,並不是同時開始計算,而是根據cpu決定的哪個先開始,哪個後開始,雖然相差時間不多,但後開始的就會取用先開始計算過的數據計算,這樣就會導致計算錯亂。
解決辦法:解決這個的一個簡單辦法解釋給方法加鎖,加鎖的意思就是第一個線程取用過這個資源完畢後,第二個線程再來取用此資源。形成排隊效果。
下面給方法加鎖。
代碼如下:
//多線程要重入的方法,這裡加鎖。
void js()
{
lock (this)
{
int a = Convert.ToInt32(textBox1.Text);
for (int i = 0; i < 2000; i++)
{
a++;
textBox1.Text = a.ToString();
}
}
}
給方法加過鎖後,線程一前一後取用資源,就能避免不可預計的錯亂結果,第一個線程計算為2000,第二個線程計算就是從2000開始,這裡的結果就為4000。
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小結:多線程可以同時運行,提高了cpu的效率,這裡的同時並不是同時開始,同時結束,他們的開始是由cpu決定的,時間相差不大,但會有不可預計的計算錯亂,這裡要注意類似上面例子導致的方法重入問題。
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前台線程後台線程
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.Net的公用語言運行時能區分兩種不同類型的線程:前台線程和後台線程。這兩者的區別就是:應用程序必須運行完所有的前台線程才可以退出;而對於後台線程,應用程序則可以不考慮其是否已經運行完畢而直接退出,所有的後台線程在應用程序退出時都會自動結束。
問題:關閉了窗口,消息框還能彈出。
代碼如下:
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
//開啟一個線程,對js方法進行計算
ThreadStart ts2 = new ThreadStart(js);
Thread td2 = new Thread(ts2);
td2.Start();
}
void js()
{
for (int i = 0; i < 2000000000; i++) //如果看不出效果這裡的2後面多加0
{
i++;
}
MessageBox.Show("關閉了窗口我還是要出來的!");
}
原因:.Net環境使用Thread建立線程,線程默認為前台線程。即線程屬性IsBackground=false,而前台線程只要有一個在運行則應用程序不關閉,所以知道彈出消息框後應用程序才算關閉。
解決辦法:在代碼中設置td2.IsBackground=true;
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線程執行帶參數的方法
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代碼如下:
//創建一個執行帶參數方法的線程
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
//ParameterizedThreadStart這是一個參數類型為object的委托
ParameterizedThreadStart pts=new ParameterizedThreadStart(SayHello);
Thread td2 = new Thread(pts);
td2.Start("張三"); //參數值先入這裡
}
void SayHello(object name)
{
MessageBox.Show("你好,"+name.ToString()+"!");
}
線程執行帶多參數的方法
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其實還是帶一參數的方法,只不過是利用參數類型為object的好處,這裡將類型傳為list類型,貌似多參。
代碼如下:
//創建一個執行帶多個參數的方法線程
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
List<string> list = new List<string> { "張三", "李四", "王五" };
//ParameterizedThreadStart這是一個參數類型為object的委托
ParameterizedThreadStart pts=new ParameterizedThreadStart(SayHello);
Thread td2 = new Thread(pts);
td2.Start(list); //參數值先入這裡
}
void SayHello(object list)
{
List<string> lt = list as List<string>;
for (int i = 0; i < lt.Count; i++)
{
MessageBox.Show("你好," + lt[i].ToString() + "!");
}
}
總結:看到這裡相信對多線程應該有一個初步的了解了,我就不說了。