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C#的多線程機制探索

編輯：C#基礎知識

　　注：本文中出現的代碼均在.net Framework RC3環境中運行通過

　　一.多線程的概念

　　牐燱indows是一個多任務的系統，如果你使用的是windows 2000及其以上版本，你可以通過任務管理器查看當前系統運行的程序和進程。什麼是進程呢？當一個程序開始運行時，它就是一個進程，進程所指包括運行中的程序和程序所使用到的內存和系統資源。而一個進程又是由多個線程所組成的，線程是程序中的一個執行流，每個線程都有自己的專有寄存器(棧指針、程序計數器等)，但代碼區是共享的，即不同的線程可以執行同樣的函數。多線程是指程序中包含多個執行流，即在一個程序中可以同時運行多個不同的線程來執行不同的任務，也就是說允許單個程序創建多個並行執行的線程來完成各自的任務。浏覽器就是一個很好的多線程的例子,在浏覽器中你可以在下載JAVA小應用程序或圖象的同時滾動頁面,在訪問新頁面時,播放動畫和聲音,打印文件等。

　　牐牰嘞叱痰暮麼υ谟诳梢蘊岣逤PU的利用率——任何一個程序員都不希望自己的程序很多時候沒事可干，在多線程程序中，一個線程必須等待的時候，CPU可以運行其它的線程而不是等待，這樣就大大提高了程序的效率。

　　牐犎歡我們也必須認識到線程本身可能影響系統性能的不利方面，以正確使用線程：

線程也是程序，所以線程需要占用內存，線程越多占用內存也越多
多線程需要協調和管理，所以需要CPU時間跟蹤線程
線程之間對共享資源的訪問會相互影響，必須解決競用共享資源的問題
線程太多會導致控制太復雜，最終可能造成很多Bug

牐牷於以上認識，我們可以一個比喻來加深理解。假設有一個公司，公司裡有很多各司其職的職員，那麼我們可以認為這個正常運作的公司就是一個進程，而公司裡的職員就是線程。一個公司至少得有一個職員吧，同理，一個進程至少包含一個線程。在公司裡，你可以一個職員干所有的事，但是效率很顯然是高不起來的，一個人的公司也不可能做大；一個程序中也可以只用一個線程去做事，事實上，一些過時的語言如fortune,basic都是如此，但是象一個人的公司一樣，效率很低，如果做大程序，效率更低——事實上現在幾乎沒有單線程的商業軟件。公司的職員越多，老板就得發越多的薪水給他們，還得耗費大量精力去管理他們，協調他們之間的矛盾和利益；程序也是如此，線程越多耗費的資源也越多，需要CPU時間去跟蹤線程，還得解決諸如死鎖，同步等問題。總之，如果你不想你的公司被稱為“皮包公司”，你就得多幾個員工；如果你不想讓你的程序顯得稚氣，就在你的程序裡引入多線程吧！

　　牐牨疚慕對C#編程中的多線程機制進行探討，通過一些實例解決對線程的控制，多線程間通訊等問題。為了省去創建GUI那些繁瑣的步驟，更清晰地逼近線程的本質，下面所有的程序都是控制台程序，程序最後的Console.ReadLine()是為了使程序中途停下來，以便看清楚執行過程中的輸出。

　　牐牶昧耍廢話少說，讓我們來體驗一下多線程的C#吧！

　　二.操縱一個線程

　　牐犎魏緯絛蛟谥蔥惺保至少有一個主線程，下面這段小程序可以給讀者一個直觀的印象：

//SystemThread.cs
using System;
using System.Threading;
namespace ThreadTest
{
　　class RunIt
　　{
　　　　[STAThread]
　　　　static void Main(string[] args)
　　　　{
　　　　　　Thread.CurrentThread.Name="System Thread";//給當前線程起名為"System Thread"
Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name+"'Status:"+Thread.CurrentThread.ThreadState);
　　　　　　Console.ReadLine();
　　　　}
　　}
}

　　牐牨嘁胫蔥瀉竽憧吹攪聳裁矗渴塹模程序將產生如下輸出：

　　牐燬ystem Thread's Status:Running

　　牐犜谡饫铮我們通過Thread類的靜態屬性CurrentThread獲取了當前執行的線程，對其Name屬性賦值“System Thread”，最後還輸出了它的當前狀態（ThreadState）。所謂靜態屬性，就是這個類所有對象所公有的屬性，不管你創建了多少個這個類的實例，但是類的靜態屬性在內存中只有一個。很容易理解CurrentThread為什麼是靜態的——雖然有多個線程同時存在，但是在某一個時刻，CPU只能執行其中一個。