Герберт Шилдт - C# 4.0 полное руководство - 2011

В среде .NET Framework определены две разновидности потоков: приоритетный и фоновый. По умолчанию создаваемый поток автоматически становится приоритетным, но его можно сделать фоновым. Единственное отличие приоритетных потоков от фоновых заключается в том, что фоновый поток автоматически завершается, если в его процессе остановлены все приоритетные потоки.

В связи с организацией многозадачности на основе потоков возникает потребность в особого рода режиме, который называется синхронизацией и позволяет координировать выполнение потоков вполне определенным образом. Для такой синхронизации в C# предусмотрена отдельная подсистема, основные средства которой рассматриваются в этой главе.

Все процессы состоят хотя бы из одного потока, который обычно называют основным , поскольку именно с него начинается выполнение программы. Следовательно, в основном потоке выполнялись все приведенные ранее примеры программ. Из основного потока можно создать другие потоки.

В языке C# и среде .NET Framework поддерживаются обе разновидности многозадачности: на основе процессов и на основе потоков. Поэтому средствами C# можно создавать как процессы, так и потоки, а также управлять и теми и другими. Для того чтобы начать новый процесс, от программирующего требуется совсем немного усилий, поскольку каждый предыдущий процесс совершенно обособлен от последующего. Намного более важной оказывается поддержка в C# многопоточной обработки, благодаря которой упрощается написание высокопроизводительных, многопоточных программ на C# по сравнению с некоторыми другими языками программирования.

Классы, поддерживающие многопоточное программирование, определены в пространстве именSystem. Threading. Поэтому любая многопоточная программа на C# включает в себя следующую строку кода.

using System.Threading;

Класс Thread

Система многопоточной обработки основывается на классеThread, который инкапсулирует поток исполнения. КлассThread является герметичным, т.е. он не может наследоваться. В классеThread определен ряд методов и свойств, предназначенных для управления потоками. На протяжении всей этой главы будут рассмотрены наиболее часто используемые члены данного класса.

Создание и запуск потока

Для создания потока достаточно получить экземпляр объекта типа Thread, т.е. класса, определенного в пространстве имен System.Threading. Ниже приведена простейшая форма конструктора класса Thread:

public Thread(ThreadStart запуск)

где запуск — это имя метода, вызываемого с целью начать выполнение потока, a ThreadStart — делегат, определенный в среде .NET Framework, как показано ниже.

public delegate void ThreadStart()

Следовательно, метод, указываемый в качестве точки входа в поток, должен иметь возвращаемый тип void и не принимать никаких аргументов.

Вновь созданный новый поток не начнет выполняться до тех пор, пока не будет вызван его метод Start () , определяемый в классе Thread. Существуют две формы объявления метода Start () . Ниже приведена одна из них.

public void Start()

Однажды начавшись, поток будет выполняться до тех пор, пока не произойдет возврат из метода, на который указывает запуск. Таким образом, после возврата из этого метода поток автоматически прекращается. Если же попытаться вызвать метод Start () для потока, который уже начался, это приведет к генерированию исключения ThreadStateException.

В приведенном ниже примере программы создается и начинает выполняться новый поток.

// Создать поток исполнения.

using System;

using System.Threading;

class MyThread { public int Count; string thrdName;

public MyThread(string name) {

Count = 0; thrdName = name;

}

// Точка входа в поток, public void Run() {

Console.WriteLine(thrdName + " начат.");

do {

Thread.Sleep(500);

Console.WriteLine("В потоке " + thrdName + ", Count = " + Count);

Count++;

} while(Count < 10);

Console.WriteLine(thrdName + " завершен.");

}

class MultiThread { static void Main() {

Console.WriteLine("Основной поток начат.");

// Сначала сконструировать объект типа MyThread.

MyThread mt = new MyThread("Потомок #1");

// Далее сконструировать поток из этого объекта.

Thread newThrd = new Thread(mt.Run);

// И наконец, начать выполнение потока. newThrd.Start(); do {

Console.Write(".");

Thread.Sleep(100);

} while (mt.Count != 10);

Console.WriteLine("Основной поток завершен.");

}

}

Рассмотрим приведенную выше программу более подробно. В самом ее начале определяется класс MyThread, предназначенный для создания второго потока исполнения. В методе Run () этого класса организуется цикл для подсчета от 0 до 9. Обратите внимание на вызов статического метода Sleep () , определенного в классе Thread. Этот метод обусловливает приостановление того потока, из которого он был вызван, на определенный период времени, указываемый в миллисекундах. Когда приостанавливается один поток, может выполняться другой. В данной программе используется следующая форма метода Sleep ():

public static void Sleep(int миллисекунд_простоя)

где миллисекунд_простоя обозначает период времени, на который приостанавливается выполнение потока. Если указанное количество миллисекунд_простоя равно нулю, то вызывающий поток приостанавливается лишь для того, чтобы предоставить возможность для выполнения потока, ожидающего своей очереди.

В методе Main () новый объект типа Thread создается с помощью приведенной ниже последовательности операторов.

// Сначала сконструировать объект типа MyThread.

MyThread mt = new MyThread("Потомок #1");

// Далее сконструировать поток из этого объекта.

Thread newThrd = new Thread(mt.Run);

// И наконец, начать выполнение потока. newThrd.Start();

Как следует из комментариев к приведенному выше фрагменту кода, сначала создается объект типа MyThread. Затем этот объект используется для создания объекта типа Thread, для чего конструктору этого объекта в качестве точки входа передается метод mt . Run ( ). И наконец, выполнение потока начинается с вызова метода Start () .