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C#多线程编程介绍——使用thread、threadpool、timer

發(fā)布時間：2025/7/14 C# 29 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 C#多线程编程介绍——使用thread、threadpool、timer 小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.

C#多線程編程介紹——使用thread、threadpool、timer

???? 在system.threading 命名空間提供一些使得能進行多線程編程的類和接口，其中線程的創(chuàng)建有以下三種方法：thread、threadpool、timer。下面我就他們的使用方法逐個作一簡單介紹。?
1． thread?
這也許是最復(fù)雜的方法，但他提供了對線程的各種靈活控制。首先你必須使用他的構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建一個線程實例，他的參數(shù)比較簡單，只有一個threadstart 委托：?
public thread(threadstart start);

然后調(diào)用start（）啟動他，當(dāng)然你能利用他的priority屬性來設(shè)置或獲得他的運行優(yōu)先級（enum threadpriority： normal、 lowest、 highest、 belownormal、 abovenormal）。

見下例：他首先生成了兩個線程實例t1和t2，然后分別設(shè)置他們的優(yōu)先級，接著啟動兩線程（兩線程基本相同，只不過他們輸出不相同，t1為“1”，t2為“2”，根據(jù)他們各自輸出字符個數(shù)比可大致看出他們占用cpu時間之比,這也反映出了他們各自的優(yōu)先級）。

static void main(string[] args)
{
thread t1 = new thread(new threadstart(thread1));
thread t2 = new thread(new threadstart(thread2));

t1.priority = threadpriority.belownormal ;
t2.priority = threadpriority.lowest ;
t1.start();
t2.start();
}
public static void thread1()
{
for (int i = 1; i < 1000; i++)
{//每運行一個循環(huán)就寫一個“1”
dosth();
console.write("1");
}
}
public static void thread2()
{
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{//每運行一個循環(huán)就寫一個“2”
dosth();
console.write("2");
}
}
public static void dosth()
{//用來模擬復(fù)雜運算
for (int j = 0; j < 10000000; j++)
{
int a=15;
a = a*a*a*a;
}
}

以上程式運行結(jié)果為：

11111111111111111111111111111111111111111121111111111111111111111111111111111111111112

從以上結(jié)果我們能看出，t1線程所占用cpu的時間遠比t2的多，這是因為t1的優(yōu)先級比t2的高，若我們把t1和t2的優(yōu)先級都設(shè)為normal，那結(jié)果是怎么？他們所占用的cpu時間會相同嗎？是的，正如你所料，見下圖：

121211221212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121

212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212121212

121212121212121212

從上例我們可看出，他的構(gòu)造類似于win32的工作線程，但更加簡單，只需把線程要調(diào)用的函數(shù)作為委托，然后把委托作為參數(shù)構(gòu)造線程實例即可。當(dāng)調(diào)用start()啟動后，便會調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)，從那函數(shù)第一行開始執(zhí)行。?
接下來我們結(jié)合線程的threadstate屬性來了解線程的控制。

threadstate是個枚舉類型，他反映的是線程所處的狀態(tài)。

當(dāng)一個thread實例剛創(chuàng)建時，他的threadstate是unstarted；當(dāng)此線程被調(diào)用start()啟動之后，他的threadstate是 running;?在此線程啟動之后，如果想讓他暫停（阻塞），能調(diào)用thread.sleep() 方法，他有兩個重載方法（sleep(int )、sleep(timespan )），只不過是表示時間量的格式不同而已，當(dāng)在某線程內(nèi)調(diào)用此函數(shù)時，他表示此線程將阻塞一段時間（時間是由傳遞給 sleep 的毫秒數(shù)或timespan決定的，但若參數(shù)為0則表示掛起此線程以使其他線程能夠執(zhí)行，指定 infinite 以無限期阻塞線程），此時他的threadstate將變?yōu)閣aitsleepjoin，另外值得注意一點的是sleep()函數(shù)被定義為了static？! 這也意味著他不能和某個線程實例結(jié)合起來用，也即不存在類似于t1.sleep(10)的調(diào)用！正是如此，sleep()函數(shù)只能由需“sleep”的線程自己調(diào)用，不允許其他線程調(diào)用，正如when to sleep是個人私事不能由他人決定。不過當(dāng)某線程處于waitsleepjoin狀態(tài)而又不得不喚醒他時，可使用thread.interrupt 方法?，他將在線程上引發(fā)threadinterruptedexception，下面我們先看一個例子（注意sleep的調(diào)用方法）：

static void main(string[] args)
{
thread t1 = new thread(new threadstart(thread1));
t1.start();
t1.interrupt ();
e.waitone ();
t1.interrupt ();
t1.join();
console.writeline(“t1 is end”);
}
static autoresetevent e = new autoresetevent(false);
public static void thread1()
{
try
{//從參數(shù)可看出將導(dǎo)致休眠
thread.sleep(timeout.infinite);
}
catch(system.threading.threadinterruptedexception e)
{//中斷處理程式
console.writeline (" 1st interrupt");
}
e.set ();
try
{// 休眠
thread.sleep(timeout.infinite );
}
catch(system.threading.threadinterruptedexception e)
{
console.writeline (" 2nd interrupt");
}//暫停10秒
thread.sleep (10000);
}

運行結(jié)果為： 1st interrupt?
2nd interrupt?
(10s后)t1 is end?
從上例我們能看出thread.interrupt方法能把程式從某個阻塞（waitsleepjoin）狀態(tài)喚醒進入對應(yīng)的中斷處理程式，然后繼續(xù)往下執(zhí)行（他的threadstate也變?yōu)閞unning），此函數(shù)的使用必須注意以下幾點：?
1 .此方法不僅可喚醒由sleep導(dǎo)致的阻塞，而且對一切可導(dǎo)致線程進入waitsleepjoin狀態(tài)的方法(如wait和join)都有效。如上例所示, 使用時要把導(dǎo)致線程阻塞的方法放入try塊內(nèi)，并把相應(yīng)的中斷處理程式放入catch塊內(nèi)。?
2 .對某一線程調(diào)用interrupt, 如他正處于waitsleepjoin狀態(tài), 則進入相應(yīng)的中斷處理程式執(zhí)行，若此時他不處于waitsleepjoin狀態(tài)，則他后來進入此狀態(tài)時，將被即時中斷。若在中斷前調(diào)用幾次interrupt，只有第一次調(diào)用有效, 這正是上例我用同步的原因，這樣才能確保第二次調(diào)用interrupt在第一個中斷后調(diào)用，否則的話可能導(dǎo)致第二次調(diào)用無效（若他在第一個中斷前調(diào)用）。你能把同步去掉試試，其結(jié)果非常可能是： 1st interrupt

上例還用了另外兩個使線程進入waitsleepjoin狀態(tài)的方法：利用同步對象和thread.join方法。join方法的使用比較簡單，他表示在調(diào)用此方法的當(dāng)前線程阻塞直至另一線程（此例中是t1）終止或經(jīng)過了指定的時間為止(若他還帶了時間量參數(shù))，當(dāng)兩個條件（若有）任一出現(xiàn)，他即時結(jié)束waitsleepjoin狀態(tài)進入running狀態(tài)(可根據(jù).join方法的返回值判斷為何種條件，為true，則是線程終止;false則是時間到)。?
線程的暫停還可用thread.suspend方法，當(dāng)某線程處于running狀態(tài)時對他調(diào)用suspend方法，他將進入suspendrequested狀態(tài)，但他并不會被即時掛起，直到線程到達安全點之后他才能將該線程掛起，此時他將進入suspended狀態(tài)。如對一個已處于suspended的線程調(diào)用則無效，要恢復(fù)運行只需調(diào)用thread.resume即可。?
線程的銷毀，對需銷毀的線程調(diào)用abort方法，他會在此線程上引發(fā)threadabortexception。我們可把線程內(nèi)的一些代碼放入try塊內(nèi)，并把相應(yīng)處理代碼放入相應(yīng)的catch塊內(nèi)，當(dāng)線程正執(zhí)行try塊內(nèi)代碼時如被調(diào)用abort，他便會跳入相應(yīng)的catch塊內(nèi)執(zhí)行，執(zhí)行完catch快內(nèi)的代碼后他將終止（若catch塊內(nèi)執(zhí)行了resetabort則不同了：他將取消當(dāng)前abort請求，繼續(xù)向下執(zhí)行。所以如要確保某線程終止的最佳用join，如上例）。?
2． threadpool?
提供一個線程池，該線程池可用于發(fā)送工作項、處理異步 I/O、代表其他線程等待以及處理計時器。

線程池（threadpool）是一種相對較簡單的方法，他適應(yīng)于一些需要多個線程而又較短任務(wù)（如一些常處于阻塞狀態(tài)的線程），他的缺點是對創(chuàng)建的線程不能加以控制，也不能設(shè)置其優(yōu)先級。由于每個進程只有一個線程池，當(dāng)然每個應(yīng)用程式域也只有一個線程池（對線），所以你將發(fā)現(xiàn)threadpool類的成員函數(shù)都為static！當(dāng)你首次調(diào)用threadpool.queueuserworkitem、threadpool.registerwaitforsingleobject等，便會創(chuàng)建線程池實例。

下面我就線程池當(dāng)中的兩函數(shù)作一介紹：

public static bool queueuserworkitem( //調(diào)用成功則返回true
waitcallback callback,//要創(chuàng)建的線程調(diào)用的委托
object state //傳遞給委托的參數(shù)
)//他的另一個重載函數(shù)類似,只是委托不帶參數(shù)而已
此函數(shù)的作用是把要創(chuàng)建的線程排隊到線程池，當(dāng)線程池的可用線程數(shù)不為零時（線程池有創(chuàng)建線程數(shù)的限制，缺身值為25），便創(chuàng)建此線程，否則就排隊到線程池等到他有可用的線程時才創(chuàng)建。
public static registeredwaithandle registerwaitforsingleobject(
waithandle waitobject,// 要注冊的 waithandle
waitortimercallback callback,// 線程調(diào)用的委托
object state,//傳遞給委托的參數(shù)
int timeout,//超時，單位為毫秒，
bool executeonlyonce file://是/否只執(zhí)行一次
);
public delegate void waitortimercallback(
object state,//也即傳遞給委托的參數(shù)
bool timedout//true表示由于超時調(diào)用，反之則因為waitobject
);

此函數(shù)的作用是創(chuàng)建一個等待線程，一旦調(diào)用此函數(shù)便創(chuàng)建此線程，在參數(shù)waitobject變?yōu)榻K止狀態(tài)或所設(shè)定的時間timeout到了之前，他都處于“阻塞”狀態(tài)，值得注意的一點是此“阻塞”和thread的waitsleepjoin狀態(tài)有非常大的不同：當(dāng)某thread處于waitsleepjoin狀態(tài)時cpu會定期的喚醒他以輪詢更新狀態(tài)信息，然后再次進入waitsleepjoin狀態(tài)，線程的轉(zhuǎn)換可是非常費資源的；而用此函數(shù)創(chuàng)建的線程則不同，在觸發(fā)他運行之前，cpu不會轉(zhuǎn)換到此線程，他既不占用cpu的時間又不浪費線程轉(zhuǎn)換時間，但cpu又怎么知道何時運行他？實際上線程池會生成一些輔助線程用來監(jiān)視這些觸發(fā)條件，一旦達到條件便啟動相應(yīng)的線程，當(dāng)然這些輔助線程本身也占用時間，不過如果你需創(chuàng)建較多的等待線程時，使用線程池的優(yōu)勢就越加明顯。見下例：

static autoresetevent ev=new autoresetevent(false);
public static int main(string[] args)
{ threadpool.registerwaitforsingleobject(
ev,
new waitortimercallback(waitthreadfunc),
4,
2000,
false//表示每次完成等待操作后都重置計時器，直到注銷等待
);
threadpool.queueuserworkitem (new waitcallback (threadfunc),8);
thread.sleep (10000);
return 0;
}
public static void threadfunc(object b)
{ console.writeline ("the object is {0}",b);
for(int i=0;i<2;i++)
{ thread.sleep (1000);
ev.set();
}
}
public static void waitthreadfunc(object b,bool t)
{ console.writeline ("the object is {0},t is {1}",b,t);
}

其運行結(jié)果為：

the object is 8

the object is 4,t is false

the object is 4,t is true

從以上結(jié)果我們能看出線程threadfunc運行了1次，而waitthreadfunc運行了5次。我們能從waitortimercallback中的bool t參數(shù)判斷啟動此線程的原因：t為false，則表示由于waitobject，否則則是由于超時。另外我們也能通過object b向線程傳遞一些參數(shù)。?
3． timer?
提供以指定的時間間隔執(zhí)行方法的機制。

?使用 TimerCallback 委托指定希望 Timer 執(zhí)行的方法。計時器委托在構(gòu)造計時器時指定，并且不能更改。此方法不在創(chuàng)建計時器的線程上執(zhí)行，而是在系統(tǒng)提供的 ThreadPool 線程上執(zhí)行。

創(chuàng)建計時器時，可以指定在第一次執(zhí)行方法之前等待的時間量（截止時間）以及此后的執(zhí)行期間等待的時間量（時間周期）。可以使用 Change 方法更改這些值或禁用計時器。?
只要在使用 Timer，就必須保留對它的引用。對于任何托管對象，如果沒有對 Timer 的引用，計時器會被垃圾回收。即使 Timer 仍處在活動狀態(tài)，也會被回收。?
?當(dāng)不再需要計時器時，請使用 Dispose 方法釋放計時器持有的資源。如果希望在計時器被釋放時接收到信號，請使用接受 WaitHandle 的 Dispose(WaitHandle) 方法重載。計時器已被釋放后，WaitHandle 便終止。

由計時器執(zhí)行的回調(diào)方法應(yīng)該是可重入的，因為它是在 ThreadPool 線程上調(diào)用的。在以下兩種情況中，此回調(diào)可以同時在兩個線程池線程上執(zhí)行：一是計時器間隔小于執(zhí)行此回調(diào)所需的時間；二是所有線程池線程都在使用，此回調(diào)被多次排隊。

System.Threading.Timer 是一個簡單的輕量計時器，它使用回調(diào)方法并由線程池線程提供服務(wù)。不建議將其用于 Windows 窗體，因為其回調(diào)不在用戶界面線程上進行。 System.Windows.Forms.Timer 是用于 Windows 窗體的更佳選擇。要獲取基于服務(wù)器的計時器功能，可以考慮使用 System.Timers.Timer，它可以引發(fā)事件并具有其他功能。

這和win32中的settimer方法類似。他的構(gòu)造為：

public timer(
timercallback callback,//所需調(diào)用的方法
object state,//傳遞給callback的參數(shù)
int duetime,//多久后開始調(diào)用callback
int period//調(diào)用此方法的時間間隔
);

// 如果 duetime 為0，則 callback 即時執(zhí)行他的首次調(diào)用。如果 duetime 為 infinite，則 callback 不調(diào)用他的方法。計時器被禁用，但使用 change 方法能重新啟用他。如果 period 為0或 infinite，并且 duetime 不為 infinite，則 callback 調(diào)用他的方法一次。計時器的定期行為被禁用，但使用 change 方法能重新啟用他。如果 period 為零 (0) 或 infinite，并且 duetime 不為 infinite，則 callback 調(diào)用他的方法一次。計時器的定期行為被禁用，但使用 change 方法能重新啟用他。?
在創(chuàng)建計時器之后若想改動他的period和duetime，我們能通過調(diào)用timer的change方法來改動：?
[c#]?
public bool change(?
int duetime,?
int period?
);//顯然所改動的兩個參數(shù)對應(yīng)于timer中的兩參數(shù)?
見下例：

public static int main(string[] args)

{ console.writeline ("period is 1000");
timer tm=new timer (new timercallback (timercall),3,1000,1000);
thread.sleep (2000);
console.writeline ("period is 500");
tm.change (0,800);
thread.sleep (3000);
return 0;
}

public static void timercall(object b)
{
console.writeline ("timercallback; b is {0}",b);
}

其運行結(jié)果為：

period is 1000

timercallback;b is 3

period is 500

timercallback;b is 3

timercallback;b is 3?
總結(jié)?
從以上的簡單介紹，我們能看出他們各自使用的場合：thread適用于那些需對線程進行復(fù)雜控制的場合；threadpool適應(yīng)于一些需要多個線程而又較短任務(wù)（如一些常處于阻塞狀態(tài)的線程）；timer則適用于那些需周期性調(diào)用的方法。只要我們了解了他們的使用特點，我們就能非常好的選擇合適的方法。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C#多线程编程介绍——使用thread、threadpool、timer的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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