在多執行緒的程式中,經常會出現兩種情況:
一種情況: 應用程式中,執行緒把大部分的時間花費在等待狀態,等待某個事件發生,然後才能給予響應。這一般使用ThreadPool(執行緒池)來解決;
另一種情況:執行緒平時都處於休眠狀態,只是週期性地被喚醒。這一般使用Timer(定時器)來解決;
ThreadPool類提供一個由系統維護的執行緒池(可以看作一個執行緒的容器),該容器需要 Windows 2000 以上系統支援,因為其中某些方法呼叫了只有高版本的Windows才有的API函式。
將執行緒安放線上程池裡,需使用ThreadPool.QueueUserWorkItem()方法,該方法的原型如下:
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//將一個執行緒放進執行緒池,該執行緒的Start()方法將呼叫WaitCallback代理物件代表的函式 public static bool QueueUserWorkItem(WaitCallback); //過載的方法如下,引數object將傳遞給WaitCallback所代表的方法 public static bool QueueUserWorkItem(WaitCallback, object); |
注意:
ThreadPool類是一個靜態類,你不能也不必要生成它的物件。而且一旦使用該方法線上程池中新增了一個專案,那麼該專案將是無法取消的。
在這裡你無需自己建立執行緒,只需把你要做的工作寫成函式,然後作為引數傳遞給ThreadPool.QueueUserWorkItem()方法就行了,傳遞的方法就是依靠WaitCallback代理物件,而執行緒的建立、管理、執行等工作都是由系統自動完成的,你無須考慮那些複雜的細節問題。
ThreadPool 的用法:
首先程式建立了一個ManualResetEvent物件,該物件就像一個訊號燈,可以利用它的訊號來通知其它執行緒。
本例中,當執行緒池中所有執行緒工作都完成以後,ManualResetEvent物件將被設定為有訊號,從而通知主執行緒繼續執行。
ManualResetEvent物件有幾個重要的方法:
初始化該物件時,使用者可以指定其預設的狀態(有訊號/無訊號);
在初始化以後,該物件將保持原來的狀態不變,直到它的Reset()或者Set()方法被呼叫:
Reset()方法:將其設定為無訊號狀態;
Set()方法:將其設定為有訊號狀態。
WaitOne()方法:使當前執行緒掛起,直到ManualResetEvent物件處於有訊號狀態,此時該執行緒將被啟用。然後,程式將向執行緒池中新增工作項,這些以函式形式提供的工作項被系統用來初始化自動建立的執行緒。當所有的執行緒都執行完了以後,ManualResetEvent.Set()方法被呼叫,因為呼叫了ManualResetEvent.WaitOne()方法而處在等待狀態的主執行緒將接收到這個訊號,於是它接著往下執行,完成後邊的工作。
ThreadPool 的用法示例:
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using System; using System.Collections; using System.Threading; namespace ThreadExample { //這是用來儲存資訊的資料結構,將作為引數被傳遞 public class SomeState { public int Cookie; public SomeState(int iCookie) { Cookie = iCookie; } } public class Alpha { public Hashtable HashCount; public ManualResetEvent eventX; public static int iCount = 0; public static int iMaxCount = 0; public Alpha(int MaxCount) { HashCount = new Hashtable(MaxCount); iMaxCount = MaxCount; } //執行緒池裡的執行緒將呼叫Beta()方法 public void Beta(Object state) { //輸出當前執行緒的hash編碼值和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) { //如果當前的Hash表中沒有當前執行緒的Hash值,則新增之 if (!HashCount.ContainsKey(Thread.CurrentThread.GetHashCode())) HashCount.Add (Thread.CurrentThread.GetHashCode(), 0); HashCount[Thread.CurrentThread.GetHashCode()] = ((int)HashCount[Thread.CurrentThread.GetHashCode()])+1; } int iX = 2000; Thread.Sleep(iX); //Interlocked.Increment()操作是一個原子操作,具體請看下面說明 Interlocked.Increment(ref iCount); if (iCount == iMaxCount) { Console.WriteLine(); Console.WriteLine("Setting eventX "); eventX.Set(); } } } public class SimplePool { public static int Main(string[] args) { Console.WriteLine("Thread Pool Sample:"); bool W2K = false; int MaxCount = 10;//允許執行緒池中執行最多10個執行緒 //新建ManualResetEvent物件並且初始化為無訊號狀態 ManualResetEvent eventX = new ManualResetEvent(false); Console.WriteLine("Queuing {0} items to Thread Pool", MaxCount); Alpha oAlpha = new Alpha(MaxCount); //建立工作項 //注意初始化oAlpha物件的eventX屬性 oAlpha.eventX = eventX; Console.WriteLine("Queue to Thread Pool 0"); try { //將工作項裝入執行緒池 //這裡要用到Windows 2000以上版本才有的API,所以可能出現NotSupportException異常 ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(oAlpha.Beta), new SomeState(0)); W2K = true; } catch (NotSupportedException) { Console.WriteLine("These API's may fail when called on a non-Windows 2000 system."); W2K = false; } if (W2K)//如果當前系統支援ThreadPool的方法. { for (int iItem=1;iItem < MaxCount;iItem++) { //插入佇列元素 Console.WriteLine("Queue to Thread Pool {0}", iItem); ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(oAlpha.Beta), new SomeState(iItem)); } Console.WriteLine("Waiting for Thread Pool to drain"); //等待事件的完成,即執行緒呼叫ManualResetEvent.Set()方法 eventX.WaitOne(Timeout.Infinite,true); //WaitOne()方法使呼叫它的執行緒等待直到eventX.Set()方法被呼叫 Console.WriteLine("Thread Pool has been drained (Event fired)"); Console.WriteLine(); Console.WriteLine("Load across threads"); foreach(object o in oAlpha.HashCount.Keys) Console.WriteLine("{0} {1}", o, oAlpha.HashCount[o]); } Console.ReadLine(); return 0; } } } } |
程式中應該引起注意的地方:
SomeState類是一個儲存資訊的資料結構,它在程式中作為引數被傳遞給每一個執行緒,因為你需要把一些有用的資訊封裝起來提供給執行緒,而這種方式是非常有效的。
程式出現的InterLocked類也是專為多執行緒程式而存在的,它提供了一些有用的原子操作。
原子操作:就是在多執行緒程式中,如果這個執行緒呼叫這個操作修改一個變數,那麼其他執行緒就不能修改這個變數了,這跟lock關鍵字在本質上是一樣的。
我們應該徹底地分析上面的程式,把握住執行緒池的本質,理解它存在的意義是什麼,這樣才能得心應手地使用它。