C# 多线程

多线程

线程的定义是程序的执行路径。每个线程都定义了一个独特的控制流，如果应用程序涉及到复杂且耗时的操作，那么设置不同的线程执行路径会非常有好处，因为每个线程会被指定于执行特定的工作。

线程实际上是轻量级进程。一个常见的使用线程的实例是现代操作系统中的并行编程。使用线程不仅有效地减少了 CPU 周期的浪费，同时还提高了应用程序的运行效率。

到目前为止我们所编写的程序都是以一个单线程作为应用程序的运行的，其运行过程均为单一的。但是，在这种情况下，应用程序在同一时间只能执行一个任务。为了使应用程序可以同时执行多个任务，需要将其被划分为多个更小的线程。

线程的声明周期

线程的生命周期开始于对象的 System.Threading.Thread 类创建时，结束于线程被终止或是完成执行时。下列各项为线程在生命周期中的各种状态：

• 未启动状态：线程实例已被创建但 Start 方法仍未被调用时的状态。
• 就绪状态：线程已准备好运行，正在等待 CPU 周期时的状态。
• 不可运行状态：下面的几种情况下线程是不可运行的：
  • 已经调用 Sleep 方法
  • 已经调用 Wait 方法
  • 通过 I/O 操作阻塞
• 死亡状态：线程已完成执行或已终止的状态。

主线程

在 C# 中，System.Threading.Thread 类用于线程的工作。它允许创建并访问多线程应用程序中的单个线程。进程中第一个被执行的线程称为主线程。

当 C# 程序开始执行时，会自动创建主线程。使用 Thread 类创建的线程被主线程的子线程调用。通过 Thread 类的 CurrentThread 属性可以访问线程。

下面的程序演示了主线程的执行：

using System;
using System.Threading;

namespace MultithreadingApplication
{
   class MainThreadProgram
   {
      static void Main(string[] args)
      {
         Thread th = Thread.CurrentThread;
         th.Name = "MainThread";
         Console.WriteLine("This is {0}", th.Name);
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

编译执行上述代码，得到如下结果：

This is MainThread

Thread 类的属性和方法

下表为 Thread 类一些常用的属性：

下表为 Thread 类一些常用的方法：

线程的创建

线程是通过扩展 Thread 类创建的，扩展而来的 Thread 类调用 Start() 方法即可开始子线程的执行。示例：

using System;
using System.Threading;

namespace MultithreadingApplication
{
   class ThreadCreationProgram
   {
      public static void CallToChildThread()
      {
         Console.WriteLine("Child thread starts");
      }

      static void Main(string[] args)
      {
         ThreadStart childref = new ThreadStart(CallToChildThread);
         Console.WriteLine("In Main: Creating the Child thread");
         Thread childThread = new Thread(childref);
         childThread.Start();
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

编译执行上述代码段，得到如下结果：

In Main: Creating the Child thread
Child thread starts

线程的管理

Thread 类提供了多种用于线程管理的方法。下面的示例调用了 sleep() 方法来在一段特定时间内暂停线程：

using System;
using System.Threading;

namespace MultithreadingApplication
{
   class ThreadCreationProgram
   {
      public static void CallToChildThread()
      {
         Console.WriteLine("Child thread starts");

         // 令线程暂停 5000 毫秒
         int sleepfor = 5000; 

         Console.WriteLine("Child Thread Paused for {0} seconds", sleepfor / 1000);
         Thread.Sleep(sleepfor);
         Console.WriteLine("Child thread resumes");
      }

      static void Main(string[] args)
      {
         ThreadStart childref = new ThreadStart(CallToChildThread);
         Console.WriteLine("In Main: Creating the Child thread");
         Thread childThread = new Thread(childref);
         childThread.Start();
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

编译执行上述代码，得到如下代码段：

In Main: Creating the Child thread
Child thread starts
Child Thread Paused for 5 seconds
Child thread resumes

线程的销毁

使用 Abort() 方法可销毁线程。

在运行时，通过抛出 ThreadAbortException 来终止线程。这个异常无法被捕获，当且仅当具备 finally 块时，才将控制送到 finally 块中。

示例：

using System;
using System.Threading;

namespace MultithreadingApplication
{
   class ThreadCreationProgram
   {
      public static void CallToChildThread()
      {
         try
         {
            Console.WriteLine("Child thread starts");

            // 执行一些任务，如计十个数
            for (int counter = 0; counter <= 10; counter++)
            {
               Thread.Sleep(500);
               Console.WriteLine(counter);
            }

            Console.WriteLine("Child Thread Completed");
         }

         catch (ThreadAbortException e)
         {
            Console.WriteLine("Thread Abort Exception");
         }
         finally
         {
            Console.WriteLine("Couldn't catch the Thread Exception");
         }
      }

      static void Main(string[] args)
      {
         ThreadStart childref = new ThreadStart(CallToChildThread);
         Console.WriteLine("In Main: Creating the Child thread");
         Thread childThread = new Thread(childref);
         childThread.Start();

         // 将主线程停止一段时间
         Thread.Sleep(2000);

         // 中止子线程
         Console.WriteLine("In Main: Aborting the Child thread");

         childThread.Abort();
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

编译执行上述代码，得到如下结果：

In Main: Creating the Child thread
Child thread starts
0
1
2
In Main: Aborting the Child thread
Thread Abort Exception
Couldn't catch the Thread Exception