什么是进程?

当一个程序开始运行时,它就是一个进程,进程包括运行中的程序和程序所使用到的内存和系统资源。
而一个进程又是由多个线程所组成的。

什么是线程?
线程是程序中的一个执行流,每个线程都有自己的专有寄存器(栈指针、程序计数器等)但代码区是共享的,即不同的线程可以执行同样的函数。

什么是多线程?
多线程是指程序中包含多个执行流,即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务,也就是说允许单个程序创建多个并行执行的线程来完成各自的任务。

多线程的好处:
可以提高CPU的利用率。在多线程程序中,一个线程必须等待的时候,CPU可以运行其它的线程而不是等待,这样就大大提高了程序的效率。 

多线程的不利方面:
线程也是程序,所以线程需要占用内存,线程越多占用内存也越多; 
多线程需要协调和管理,所以需要CPU时间跟踪线程; 
线程之间对共享资源的访问会相互影响,必须解决竞用共享资源的问题;

线程太多会导致控制太复杂,最终可能造成很多Bug; 

 ref:http://www.cnblogs.com/xugang/archive/2008/04/06/1138856.html 

主线程Main()函数

所有线程都是依附于Main()函数所在的线程的,Main()函数是C#程序的入口,起始线程可以称之为主线程。
如果所有的前台线程都停止了,那么主线程可以终止,而所有的后台线程都将无条件终止。

所有的线程虽然在微观上是串行执行的,但是在宏观上你完全可以认为它们在并行执行。

 线程的优先级

当线程之间争夺CPU时间时,CPU 是按照线程的优先级给予服务的。在C#应用程序中,用户可以设定5个不同的优先级,由高到低分别是Highest,AboveNormal,Normal,BelowNormal,Lowest,在创建线程时如果不指定优先级,那么系统默认为ThreadPriority.Normal。


ref:http://www.cnblogs.com/xugang/archive/2008/04/06/1138841.html 

前面说过,每个线程都有自己的资源,但是代码区是共享的,即每个线程都可以执行相同的函数。这可能带来的问题就是几个线程同时执行一个函数,导致数据的混乱,产生不可预料的结果,因此我们必须避免这种情况的发生。

 C#提供了一个关键字lock,它可以把一段代码定义为互斥段(critical section),互斥段在一个时刻内只允许一个线程进入执行,而其他线程必须等待。

Monitor 类锁定一个对象

当多线程公用一个对象时,也会出现和公用代码类似的问题,这种问题就不应该使用lock关键字了,这里需要用到System.Threading中的一个类Monitor,我们可以称之为监视器,Monitor提供了使线程共享资源的方案。

  Monitor类可以锁定一个对象,一个线程只有得到这把锁才可以对该对象进行操作。对象锁机制保证了在可能引起混乱的情况下一个时刻只有一个线程可以访问这个对象。

Monitor必须和一个具体的对象相关联,但是由于它是一个静态的类,所以不能使用它来定义对象,而且它的所有方法都是静态的,不能使用对象来引用。 

如上所示,当一个线程调用Monitor.Enter()方法锁定一个对象时,这个对象就归它所有了,其它线程想要访问这个对象,只有等待它使用Monitor.Exit()方法释放锁。为了保证线程最终都能释放锁,你可以把Monitor.Exit()方法写在try-catch-finally结构中的finally代码块里。 

对于任何一个被Monitor锁定的对象,内存中都保存着与它相关的一些信息:
其一是现在持有锁的线程的引用;
其二是一个预备队列,队列中保存了已经准备好获取锁的线程;
其三是一个等待队列,队列中保存着当前正在等待这个对象状态改变的队列的引用。

当拥有对象锁的线程准备释放锁时,它使用Monitor.Pulse()方法通知等待队列中的第一个线程,于是该线程被转移到预备队列中,当对象锁被释放时,在预备队列中的线程可以立即获得对象锁。

 ref:http://www.cnblogs.com/xugang/archive/2008/03/23/1118594.html

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 Windows 2000 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
public static bool QueueUserWorkItem(WaitCallback);

//重载的方法如下,参数object将传递给WaitCallback所代表的方法

public static bool QueueUserWorkItem(WaitCallback, object);

注意: 

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。

ref:http://www.cnblogs.com/xugang/archive/2008/03/23/1118584.html 

Timer类:设置一个定时器,定时执行用户指定的函数。
              定时器启动后,系统将自动建立一个新的线程,执行用户指定的函数。

初始化一个Timer对象: 
Timer timer = new Timer(timerDelegate, s,1000, 1000); 

// 第一个参数:指定了TimerCallback 委托,表示要执行的方法;
// 第二个参数:一个包含回调方法要使用的信息的对象,或者为空引用;

// 第三个参数:延迟时间——计时开始的时刻距现在的时间,单位是毫秒,指定为“0”表示立即启动计时器;

// 第四个参数:定时器的时间间隔——计时开始以后,每隔这么长的一段时间,TimerCallback所代表的方法将被调用一次,单位也是毫秒。指定 Timeout.Infinite 可以禁用定期终止。

Timer.Change()方法:修改定时器的设置。(这是一个参数类型重载的方法) 

 ref:http://www.cnblogs.com/xugang/archive/2008/03/23/1118537.html

 如何控制好多个线程相互之间的联系,不产生冲突和重复,这需要用到互斥对象,即:System.Threading 命名空间中的 Mutex 类。

我们可以把Mutex看作一个出租车,乘客看作线程。乘客首先等车,然后上车,最后下车。当一个乘客在车上时,其他乘客就只有等他下车以后才可以上车。而线程与Mutex对象的关系也正是如此,线程使用Mutex.WaitOne()方法等待Mutex对象被释放,如果它等待的Mutex对象被释放了,它就自动拥有这个对象,直到它调用Mutex.ReleaseMutex()方法释放这个对象,而在此期间,其他想要获取这个Mutex对象的线程都只有等待。

下面这个例子使用了Mutex对象来同步四个线程,主线程等待四个线程的结束,而这四个线程的运行又是与两个Mutex对象相关联的。

其中还用到AutoResetEvent类的对象,可以把它理解为一个信号灯。这里用它的有信号状态来表示一个线程的结束。

ref:http://www.cnblogs.com/xugang/archive/2008/03/23/1118530.html

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C#多线程学习系列:

C#多线程学习(一) 多线程的相关概念

C#多线程学习(二) 如何操纵一个线程
http://www.cnblogs.com/xugang/archive/2008/04/06/1138841.html

C#多线程学习(三) 生产者和消费者
http://www.cnblogs.com/xugang/archive/2008/03/23/1118594.html

C#多线程学习(四) 多线程的自动管理(线程池)
http://www.cnblogs.com/xugang/archive/2008/03/23/1118584.html

C#多线程学习(五) 多线程的自动管理(定时器)
http://www.cnblogs.com/xugang/archive/2008/03/23/1118537.html

C#多线程学习(六) 互斥对象
http://www.cnblogs.com/xugang/archive/2008/03/23/1118530.html

posted on 2010-05-27 14:05  GT_Andy  阅读(337)  评论(0编辑  收藏  举报