C#多线程学习四 多线程的自动管理线程池.docx
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C#多线程学习四多线程的自动管理线程池
C#多线程学习(四)多线程的自动管理(线程池)
在多线程的程序中,经常会出现两种情况:
一种情况:
应用程序中,线程把大部分的时间花费在等待状态,等待某个事件发生,然后才能给予响应
这一般使用ThreadPool(线程池)来解决;
另一种情况:
线程平时都处于休眠状态,只是周期性地被唤醒
这一般使用Timer(定时器)来解决;
ThreadPool类提供一个由系统维护的线程池(可以看作一个线程的容器),该容器需要Windows2000以上系统支持,因为其中某些方法调用了只有高版本的Windows才有的API函数。
将线程安放在线程池里,需使用ThreadPool.QueueUserWorkItem()方法,该方法的原型如下:
//将一个线程放进线程池,该线程的Start()方法将调用WaitCallback代理对象代表的函数
publicstaticboolQueueUserWorkItem(WaitCallback);
//重载的方法如下,参数object将传递给WaitCallback所代表的方法
publicstaticboolQueueUserWorkItem(WaitCallback,object);
ThreadPool类是一个静态类,你不能也不必要生成它的对象。
而且一旦使用该方法在线程池中添加了一个项目,那么该项目将是无法取消的。
在这里你无需自己建立线程,只需把你要做的工作写成函数,然后作为参数传递给ThreadPool.QueueUserWorkItem()方法就行了,传递的方法就是依靠WaitCallback代理对象,而线程的建立、管理、运行等工作都是由系统自动完成的,你无须考虑那些复杂的细节问题。
ThreadPool的用法:
首先程序创建了一个ManualResetEvent对象,该对象就像一个信号灯,可以利用它的信号来通知其它线程。
本例中,当线程池中所有线程工作都完成以后,ManualResetEvent对象将被设置为有信号,从而通知主线程继续运行。
ManualResetEvent对象有几个重要的方法:
初始化该对象时,用户可以指定其默认的状态(有信号/无信号);
在初始化以后,该对象将保持原来的状态不变,直到它的Reset()或者Set()方法被调用:
Reset()方法:
将其设置为无信号状态;
Set()方法:
将其设置为有信号状态。
WaitOne()方法:
使当前线程挂起,直到ManualResetEvent对象处于有信号状态,此时该线程将被激活。
然后,程序将向线程池中添加工作项,这些以函数形式提供的工作项被系统用来初始化自动建立的线程。
当所有的线程都运行完了以后,ManualResetEvent.Set()方法被调用,因为调用了ManualResetEvent.WaitOne()方法而处在等待状态的主线程将接收到这个信号,于是它接着往下执行,完成后边的工作。
ThreadPool的用法示例:
Code
usingSystem;
usingSystem.Collections;
usingSystem.Threading;
namespaceThreadExample
{
//这是用来保存信息的数据结构,将作为参数被传递
publicclassSomeState
{
publicintCookie;
publicSomeState(intiCookie)
{
Cookie=iCookie;
}
}
publicclassAlpha
{
publicHashtableHashCount;
publicManualResetEventeventX;
publicstaticintiCount=0;
publicstaticintiMaxCount=0;
publicAlpha(intMaxCount)
{
HashCount=newHashtable(MaxCount);
iMaxCount=MaxCount;
}
//线程池里的线程将调用Beta()方法
publicvoidBeta(Objectstate)
{
//输出当前线程的hash编码值和Cookie的值
Console.WriteLine("{0}{1}:
",Thread.CurrentThread.GetHashCode(),((SomeState)state).Cookie);
Console.WriteLine("HashCount.Count=={0},Thread.CurrentThread.GetHashCode()=={1}",HashCount.Count,Thread.CurrentThread.GetHashCode());
lock(HashCount)
{
//如果当前的Hash表中没有当前线程的Hash值,则添加之
if(!
HashCount.ContainsKey(Thread.CurrentThread.GetHashCode()))
HashCount.Add(Thread.CurrentThread.GetHashCode(),0);
HashCount[Thread.CurrentThread.GetHashCode()]=
((int)HashCount[Thread.CurrentThread.GetHashCode()])+1;
}
intiX=2000;
Thread.Sleep(iX);
//Interlocked.Increment()操作是一个原子操作,具体请看下面说明
Interlocked.Increment(refiCount);
if(iCount==iMaxCount)
{
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("SettingeventX");
eventX.Set();
}
}
}
publicclassSimplePool
{
publicstaticintMain(string[]args)
{
Console.WriteLine("ThreadPoolSample:
");
boolW2K=false;
intMaxCount=10;//允许线程池中运行最多10个线程
//新建ManualResetEvent对象并且初始化为无信号状态
ManualResetEventeventX=newManualResetEvent(false);
Console.WriteLine("Queuing{0}itemstoThreadPool",MaxCount);
AlphaoAlpha=newAlpha(MaxCount);
//创建工作项
//注意初始化oAlpha对象的eventX属性
oAlpha.eventX=eventX;
Console.WriteLine("QueuetoThreadPool0");
try
{
//将工作项装入线程池
//这里要用到Windows2000以上版本才有的API,所以可能出现NotSupportException异常
ThreadPool.QueueUserWorkItem(newWaitCallback(oAlpha.Beta),newSomeState(0));
W2K=true;
}
catch(NotSupportedException)
{
Console.WriteLine("TheseAPI'smayfailwhencalledonanon-Windows2000system.");
W2K=false;
}
if(W2K)//如果当前系统支持ThreadPool的方法.
{
for(intiItem=1;iItem { //插入队列元素 Console.WriteLine("QueuetoThreadPool{0}",iItem); ThreadPool.QueueUserWorkItem(newWaitCallback(oAlpha.Beta),newSomeState(iItem)); } Console.WriteLine("WaitingforThreadPooltodrain"); //等待事件的完成,即线程调用ManualResetEvent.Set()方法 eventX.WaitOne(Timeout.Infinite,true); //WaitOne()方法使调用它的线程等待直到eventX.Set()方法被调用 Console.WriteLine("ThreadPoolhasbeendrained(Eventfired)"); Console.WriteLine(); Console.WriteLine("Loadacrossthreads"); foreach(objectoinoAlpha.HashCount.Keys) Console.WriteLine("{0}{1}",o,oAlpha.HashCount[o]); } Console.ReadLine(); return0; } } } } 程序中应该引起注意的地方: SomeState类是一个保存信息的数据结构,它在程序中作为参数被传递给每一个线程,因为你需要把一些有用的信息封装起来提供给线程,而这种方式是非常有效的。 程序出现的InterLocked类也是专为多线程程序而存在的,它提供了一些有用的原子操作。 原子操作: 就是在多线程程序中,如果这个线程调用这个操作修改一个变量,那么其他线程就不能修改这个变量了,这跟lock关键字在本质上是一样的。 输出的结果 ThreadPoolSample: Queuing10itemstoThreadPool QueuetoThreadPool0 QueuetoThreadPool1 QueuetoThreadPool2 QueuetoThreadPool3 QueuetoThreadPool4 QueuetoThreadPool5 20: HashCount.Count==0,Thread.CurrentThread.GetHashCode()==2 QueuetoThreadPool6 QueuetoThreadPool7 QueuetoThreadPool8 QueuetoThreadPool9 WaitingforThreadPooltodrain 41: HashCount.Count==1,Thread.CurrentThread.GetHashCode()==4 62: HashCount.Count==1,Thread.CurrentThread.GetHashCode()==6 73: HashCount.Count==1,Thread.CurrentThread.GetHashCode()==7 24: HashCount.Count==1,Thread.CurrentThread.GetHashCode()==2 85: HashCount.Count==2,Thread.CurrentThread.GetHashCode()==8 96: HashCount.Count==2,Thread.CurrentThread.GetHashCode()==9 107: HashCount.Count==2,Thread.CurrentThread.GetHashCode()==10 118: HashCount.Count==2,Thread.CurrentThread.GetHashCode()==11 49: HashCount.Count==2,Thread.CurrentThread.GetHashCode()==4 SettingeventX ThreadPoolhasbeendrained(Eventfired) Loadacrossthreads 111 101 91 81 71 61 42 22 我们应该彻底地分析上面的程序,把握住线程池的本质,理解它存在的意义是什么,这样才能得心应手地使用它。
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