Герберт Шилдт - C# 4.0: полное руководство

Многозадачность на основе потоков чаще всего организуется при программировании на С#. Но там, где это уместно, можно организовать и многозадачность на основе процессов. В этом случае вместо запуска другого потока в одной и той же программе одна программа начинает выполнение другой. При программировании на C# это делается с помощью класса Process, определенного в пространстве имен System.Diagnostics. В заключение этой главы вкратце будут рассмотрены особенности запуска и управления другим процессом.

Простейший способ запустить другой процесс — воспользоваться методом Start(), определенным в классе Process. Ниже приведена одна из самых простых форм этого метода:

public static Process Start(string имя_файла)

где имя_файла обозначает конкретное имя файла, который должен исполняться или же связан с исполняемым файлом.

Когда созданный процесс завершается, следует вызвать метод Close(), чтобы освободить память, выделенную для этого процесса. Ниже приведена форма объявления метода Close().

public void Close()

Процесс может быть прерван двумя способами. Если процесс является приложением Windows с графическим пользовательским интерфейсом, то для прерывания такого процесса вызывается метод CloseMainWindow(), форма которого приведена ниже.

public bool CloseMainWindow()

Этот метод посылает процессу сообщение, предписывающее ему остановиться. Он возвращает логическое значение true, если сообщение получено, и логическое значение false, если приложение не имеет графического пользовательского интерфейса или главного окна. Следует, однако, иметь в виду, что метод CloseMainWindow()служит только для запроса остановки процесса. Если приложение проигнорирует такой запрос, то оно не будет прервано как процесс.

Для безусловного прерывания процесса следует вызвать метод Kill(), как показано ниже.

public void Kill()

Но методом Kill()следует пользоваться аккуратно, так как он приводит к неконтролируемому прерыванию процесса. Любые несохраненные данные, связанные с прерываемым процессом, будут, скорее всего, потеряны.

Для того чтобы организовать ожидание завершения процесса, можно воспользоваться методом WaitForExit(). Ниже приведены две его формы.

public void WaitForExit()

public bool WaitForExit(int миллисекунд)

В первой форме ожидание продолжается до тех пор, пока процесс не завершится, а во второй форме — только в течение указанного количества миллисекунд. В последнем случае метод WaitForExit()возвращает логическое значение true, если процесс завершился, и логическое значение false, если он все еще выполняется.

В приведенном ниже примере программы демонстрируется создание, ожидание и закрытие процесса. В этой программе сначала запускается стандартная сервисная программа Windows: текстовый редактор WordPad.exe, а затем организуется ожидание завершения программы WordPad как процесса.

// Продемонстрировать запуск нового процесса.

using System;

using System.Diagnostics;

class StartProcess {

static void Main() {

Process newProc = Process.Start("wordpad.exe");

Console.WriteLine("Новый процесс запущен.");

newProc.WaitForExit();

newProc.Close(); // освободить выделенные ресурсы

Console.WriteLine("Новый процесс завершен.");

}

}

При выполнении этой программы запускается стандартное приложение WordPad, и на экране появляется сообщение "Новый процесс запущен. ". Затем программа ожидает закрытия WordPad. По окончании работы WordPad на экране появляется заключительное сообщение "Новый процесс завершен.".

Вероятно, самым главным среди новых средств, внедренных в версию 4.0 среды .NET Framework, является библиотека распараллеливания задач (TPL). Эта библиотека усовершенствует многопоточное программирование двумя основными способами. Во-первых, она упрощает создание и применение многих потоков. И во-вторых, она позволяет автоматически использовать несколько процессоров. Иными словами, TPL открывает возможности для автоматического масштабирования приложений с целью эффективного использования ряда доступных процессоров. Благодаря этим двух особенностям библиотеки TPL она рекомендуется в большинстве случаев к применению для организации многопоточной обработки.

Еще одним средством параллельного программирования, внедренным в версию 4.0 среды .NET Framework, является параллельный язык интегрированных запросов (PLINQ). Язык PLINQ дает возможность составлять запросы, для обработки которых автоматически используется несколько процессоров, а также принцип параллелизма, когда это уместно. Как станет ясно из дальнейшего, запросить параллельную обработку запроса очень просто. Следовательно, с помощью PLINQ можно без особого труда внедрить параллелизм в запрос.

Главной причиной появления таких важных новшеств, как TPL и PLINQ, служит возросшее значение параллелизма в современном программировании. В настоящее время многоядерные процессоры уже стали обычным явлением.

Кроме того, постоянно растет потребность в повышении производительности программ. Все это, в свою очередь, вызвало растущую потребность в механизме, который позволял бы с выгодой использовать несколько процессов для повышения производительности программного обеспечения. Но дело в том, что в прошлом это было не так-то просто сделать ясным и допускающим масштабирование способом. Изменить это положение, собственно, и призваны TPL и PLINQ. Ведь они дают возможность легче (и безопаснее) использовать системные ресурсы.

Библиотека TPL определена в пространстве имен System.Threading.Tasks. Но для работы с ней обычно требуется также включать в программу класс System.Threading, поскольку он поддерживает синхронизацию и другие средства многопоточной обработки, в том числе и те, что входят в класс Interlocked.

В этой главе рассматривается и TPL, и PLINQ. Следует, однако, иметь в виду, что и та и другая тема довольно обширны. Поэтому в этой главе даются самые основы и рассматриваются некоторые простейшие способы применения TPL и PLINQ. Таким образом, материал этой главы послужит вам в качестве удобной отправной точки для дальнейшего изучения TPL и PLINQ. Если параллельное программирование входит в сферу ваших интересов, то именно эти средства .NET Framework вам придется изучить более основательно.

-------------------------------

ПРИМЕЧАНИЕ

Несмотря на то что применение TPL и PLINQ рекомендуется теперь для разработки большинства многопоточных приложений, организация многопоточной обработки на основе класса Thread, представленного в главе 23, по-прежнему находит широкое распространение. Кроме того, многое из того, что пояснялось в главе 23, применимо и к TPL. Поэтому усвоение материала главы 23 все еще необходимо для полного овладения особенностями организации многопоточной обработки на С#.