C#线程处理演示代码

本示例演示了下面的线程处理技术。
创建、启动和终止线程
使用线程池
线程同步和互交 ThreadPool.cs

using System;
using System.Threading;

// Fibonacci 类为使用辅助
// 线程执行长时间的 Fibonacci(N) 计算提供了一个接口。
// N 是为 Fibonacci 构造函数提供的，此外还提供了
// 操作完成时对象发出的事件信号。
// 然后，可以使用 FibOfN 属性来检索结果。
public class Fibonacci
{
    public Fibonacci(int n, ManualResetEvent doneEvent)
    {
        _n = n;
        _doneEvent = doneEvent;
    }

    // 供线程池使用的包装方法。
    public void ThreadPoolCallback(Object threadContext)
    {
        int threadIndex = (int)threadContext;
        Console.WriteLine("thread {0} started...", threadIndex);
        _fibOfN = Calculate(_n);
        Console.WriteLine("thread {0} result calculated...", threadIndex);
        _doneEvent.Set();
    }

    // 计算第 N 个斐波纳契数的递归方法。
    public int Calculate(int n)
    {
        if (n <= 1)
        {
            return n;
        }
        else
        {
            return Calculate(n - 1) + Calculate(n - 2);
        }
    }

    public int N { get { return _n; } }
    private int _n;

    public int FibOfN { get { return _fibOfN; } }
    private int _fibOfN;

    ManualResetEvent _doneEvent;
}

public class ThreadPoolExample
{
    static void Main()
    {
        const int FibonacciCalculations = 10;

        // 每个 Fibonacci 对象使用一个事件
        ManualResetEvent[] doneEvents = new ManualResetEvent[FibonacciCalculations];
        Fibonacci[] fibArray = new Fibonacci[FibonacciCalculations];
        Random r = new Random();

        // 使用 ThreadPool 配置和启动线程：
        Console.WriteLine("launching {0} tasks...", FibonacciCalculations);
        for (int i = 0; i < FibonacciCalculations; i++)
        {
            doneEvents[i] = new ManualResetEvent(false);
            Fibonacci f = new Fibonacci(r.Next(20,40), doneEvents[i]);
            fibArray[i] = f;
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(f.ThreadPoolCallback, i);
        }

        // 等待池中的所有线程执行计算...
        WaitHandle.WaitAll(doneEvents);
        Console.WriteLine("Calculations complete.");

        // 显示结果...
        for (int i= 0; i<FibonacciCalculations; i++)
        {
            Fibonacci f = fibArray[i];
            Console.WriteLine("Fibonacci({0}) = {1}", f.N, f.FibOfN);
        }
    }
}
 

ThreadStartStop.cs

using System;
using System.Threading;

public class Worker
{
    // 启动线程时调用此方法。
    public void DoWork()
    {
        while (!_shouldStop)
        {
            Console.WriteLine("worker thread: working...");
        }
        Console.WriteLine("worker thread: terminating gracefully.");
    }
    public void RequestStop()
    {
        _shouldStop = true;
    }
    // Volatile 用于向编译器提示此数据
    // 成员将由多个线程访问。
    private volatile bool _shouldStop;
}

public class WorkerThreadExample
{
    static void Main()
    {
        // 创建线程对象。这不会启动该线程。
        Worker workerObject = new Worker();
        Thread workerThread = new Thread(workerObject.DoWork);

        // 启动辅助线程。
        workerThread.Start();
        Console.WriteLine("main thread: Starting worker thread...");

        // 循环直至辅助线程激活。
        while (!workerThread.IsAlive);

        // 为主线程设置 1 毫秒的休眠，
        // 以使辅助线程完成某项工作。
        Thread.Sleep(1);

        // 请求辅助线程自行停止：
        workerObject.RequestStop();

        // 使用 Join 方法阻塞当前线程， 
        // 直至对象的线程终止。
        workerThread.Join();
        Console.WriteLine("main thread: Worker thread has terminated.");
    }
}


 

ThreadSync.cs

using System;
using System.Threading;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;

// 将线程同步事件封装在此类中， 
// 以便于将这些事件传递给 Consumer 和
// Producer 类。
public class SyncEvents
{
    public SyncEvents()
    {
        // AutoResetEvent 用于“新项”事件，因为
        // 我们希望每当使用者线程响应此事件时，
        // 此事件就会自动重置。
        _newItemEvent = new AutoResetEvent(false);

        // ManualResetEvent 用于“退出”事件，因为
        // 我们希望发出此事件的信号时有多个线程响应。
        // 如果使用 AutoResetEvent，事件
        // 对象将在单个线程作出响应之后恢复为 
        // 未发信号的状态，而其他线程将
        // 无法终止。
        _exitThreadEvent = new ManualResetEvent(false);

        // 这两个事件也放在一个 WaitHandle 数组中，以便
        // 使用者线程可以使用 WaitAny 方法
        // 阻塞这两个事件。
        _eventArray = new WaitHandle[2];
        _eventArray[0] = _newItemEvent;
        _eventArray[1] = _exitThreadEvent;
    }

    // 公共属性允许对事件进行安全访问。
    public EventWaitHandle ExitThreadEvent
    {
        get { return _exitThreadEvent; }
    }
    public EventWaitHandle NewItemEvent
    {
        get { return _newItemEvent; }
    }
    public WaitHandle[] EventArray
    {
        get { return _eventArray; }
    }

    private EventWaitHandle _newItemEvent;
    private EventWaitHandle _exitThreadEvent;
    private WaitHandle[] _eventArray;
}

// Producer 类（使用一个辅助线程）
// 将项异步添加到队列中，共添加 20 个项。
public class Producer 
{
    public Producer(Queue<int> q, SyncEvents e)
    {
        _queue = q;
        _syncEvents = e;
    }
    public void ThreadRun()
    {
        int count = 0;
        Random r = new Random();
        while (!_syncEvents.ExitThreadEvent.WaitOne(0, false))
        {
            lock (((ICollection)_queue).SyncRoot)
            {
                while (_queue.Count < 20)
                {
                    _queue.Enqueue(r.Next(0, 100));
                    _syncEvents.NewItemEvent.Set();
                    count++;
                }
            }
        }
        Console.WriteLine("Producer thread: produced {0} items", count);
    }
    private Queue<int> _queue;
    private SyncEvents _syncEvents;
}

// Consumer 类通过自己的辅助线程使用队列
// 中的项。Producer 类使用 NewItemEvent 
// 将新项通知 Consumer 类。
public class Consumer
{
    public Consumer(Queue<int> q, SyncEvents e)
    {
        _queue = q;
        _syncEvents = e;
    }
    public void ThreadRun()
    {
        int count = 0;
        while (WaitHandle.WaitAny(_syncEvents.EventArray) != 1)
        {
            lock (((ICollection)_queue).SyncRoot)
            {
                int item = _queue.Dequeue();
            }
            count++;
        }
        Console.WriteLine("Consumer Thread: consumed {0} items", count);
    }
    private Queue<int> _queue;
    private SyncEvents _syncEvents;
}

public class ThreadSyncSample
{
    private static void ShowQueueContents(Queue<int> q)
    {
        // 对集合进行枚举本来就不是线程安全的，
        // 因此在整个枚举过程中锁定集合以防止
        // 使用者和制造者线程修改内容
        // 是绝对必要的。（此方法仅由
        // 主线程调用。）
        lock (((ICollection)q).SyncRoot)
        {
            foreach (int i in q)
            {
                Console.Write("{0} ", i);
            }
        }
        Console.WriteLine();
    }

    static void Main()
    {
        // 配置结构，该结构包含线程同步
        // 所需的事件信息。
        SyncEvents syncEvents = new SyncEvents();

        // 泛型队列集合用于存储要制造和使用的
        // 项。此例中使用的是“int”。
        Queue<int> queue = new Queue<int>();

        // 创建对象，一个用于制造项，一个用于
        // 使用项。将队列和线程同步事件传递给
        // 这两个对象。
        Console.WriteLine("Configuring worker threads...");
        Producer producer = new Producer(queue, syncEvents);
        Consumer consumer = new Consumer(queue, syncEvents);

        // 为制造者对象和使用者对象创建线程
        // 对象。此步骤并不创建或启动
        // 实际线程。
        Thread producerThread = new Thread(producer.ThreadRun);
        Thread consumerThread = new Thread(consumer.ThreadRun);

        // 创建和启动两个线程。
        Console.WriteLine("Launching producer and consumer threads...");        
        producerThread.Start();
        consumerThread.Start();

        // 为制造者线程和使用者线程设置 10 秒的运行时间。
        // 使用主线程（执行此方法的线程）
        // 每隔 2.5 秒显示一次队列内容。
        for (int i = 0; i < 4; i++)
        {
            Thread.Sleep(2500);
            ShowQueueContents(queue);
        }

        // 向使用者线程和制造者线程发出终止信号。
        // 这两个线程都会响应，由于 ExitThreadEvent 是
        // 手动重置的事件，因此除非显式重置，否则将保持“设置”。
        Console.WriteLine("Signaling threads to terminate...");
        syncEvents.ExitThreadEvent.Set();

        // 使用 Join 阻塞主线程，首先阻塞到制造者线程
        // 终止，然后阻塞到使用者线程终止。
        Console.WriteLine("main thread waiting for threads to finish...");
        producerThread.Join();
        consumerThread.Join();
    }
}
 

标签： 安全

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