C#八线程之线程池篇3,

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C#多线程之线程池篇3,

  在上风度翩翩篇C#八线程之线程池篇第22中学,我们首要学习了线程池和并行度以致哪些完成打消选项的相干知识。在这里意气风发篇中,大家根本学习怎么运用等待句柄和过期、使用放大计时器和利用BackgroundWorker组件的连带知识。

五、使用等待句柄和过期

  在这里一小节中,大家将学习如何在线程池中贯彻超时和科学地促成等待。具体操作步骤如下:

1、使用Visual Studio 贰零壹肆创立叁个新的调节台应用程序。

2、双击张开“Program.cs”文件,编写代码如下所示:

 1 using System;
 2 using System.Threading;
 3 using static System.Console;
 4 using static System.Threading.Thread;
 5 
 6 namespace Recipe05
 7 {
 8     class Program
 9     {
10         // CancellationTokenSource:通知System.Threading.CancellationToken,告知其应被取消。
11         static void WorkerOperationWait(CancellationTokenSource cts, bool isTimedOut)
12         {
13             if (isTimedOut)
14             {
15                 // 传达取消请求。
16                 cts.Cancel();
17                 WriteLine("Worker operation timed out and was canceled.");
18             }
19             else
20             {
21                 WriteLine("Worker operation succeeded.");
22             }
23         }
24 
25         // CancellationToken:传播有关应取消操作的通知。
26         // ManualResetEvent:通知一个或多个正在等待的线程已发生事件。
27         static void WorkerOperation(CancellationToken token, ManualResetEvent evt)
28         {
29             for (int i = 0; i < 6; i++)
30             {
31                 // 获取是否已请求取消此标记。如果已请求取消此标记,则为 true;否则为 false。
32                 if (token.IsCancellationRequested)
33                 {
34                     return;
35                 }
36                 Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));
37             }
38             // 将事件状态设置为终止状态,允许一个或多个等待线程继续。
39             evt.Set();
40         }
41 
42         static void RunOperations(TimeSpan workerOperationTimeout)
43         {
44             using (var evt = new ManualResetEvent(false))
45             using (var cts = new CancellationTokenSource())
46             {
47                 // 注册一个等待System.Threading.WaitHandle的委托,并指定一个System.TimeSpan值来表示超时时间。
48                 // 第一个参数:要注册的System.Threading.WaitHandle。使用System.Threading.WaitHandle而非 System.Threading.Mutex。
49                 // 第二个参数:waitObject参数终止时调用的System.Threading.WaitOrTimerCallback 委托。
50                 // 第三个参数:传递给委托的对象。
51                 // 第四个参数:System.TimeSpan表示的超时时间。如果timeout为0(零),则函数将测试对象的状态并立即返回。如果timeout为 -1,则函数的超时间隔永远不过期。
52                 // 第五个参数:如果为true,表示在调用了委托后,线程将不再在waitObject参数上等待;如果为false,表示每次完成等待操作后都重置计时器,直到注销等待。
53                 // 返回值:封装本机句柄的System.Threading.RegisteredWaitHandle。
54                 var worker = ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject(evt, (state, isTimedOut) => WorkerOperationWait(cts, isTimedOut), null, workerOperationTimeout, true);
55 
56                 WriteLine("Starting long running operation...");
57                 // ThreadPool.QueueUserWorkItem:将方法排入队列以便执行。此方法在有线程池线程变得可用时执行。
58                 // cts.Token:获取与此System.Threading.CancellationTokenSource关联的System.Threading.CancellationToken。
59                 ThreadPool.QueueUserWorkItem(_ => WorkerOperation(cts.Token, evt));
60 
61                 Sleep(workerOperationTimeout.Add(TimeSpan.FromSeconds(2)));
62 
63                 // 取消由System.Threading.ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject方法发出的已注册等待操作。
64                 worker.Unregister(evt);
65             }
66         }
67 
68         static void Main(string[] args)
69         {
70             // 实现超时
71             RunOperations(TimeSpan.FromSeconds(5));
72             // 实现等待
73             RunOperations(TimeSpan.FromSeconds(7));
74         }
75     }
76 }

3、运营该调整台应用程序,运营效果如下图所示:

图片 1

  线程池还应该有另一个管用的方法:ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject,该方法允许大家将回调方法归入线程池的连串中,当所提供的守候句柄发送时域信号可能逾期发生时,该回调方法即被奉行。那允许大家对线程池中的操作达成超时。

  在第71行代码处,大家在主线程中调用了“RunOperations”方法,并给它的workerOperationTimeout参数字传送递了数值5,表示超时时间为5秒。

  在第54行代码处,大家调用了ThreadPool的“RegisterWaitForSingleObject”静态方法,并钦点了回调方法所要施行的操作是“WorkerOperationWait”方法,超时时间是5秒。

  在第59行代码处,我们调用ThreadPool的“QueueUserWorkItem”静态方法来施行“WorkerOperation”方法,而该情势所消耗的时日为6秒,在此六秒中内早就在线程池中发送了晚点,所以会实行第13~18行和第32~35行处的代码。

  在第73行代码处,大家传递了数值7给“RunOperations”方法,设置线程池的逾期时间为7秒,因为“WorkerOperation”方法的推行时间为6秒,所以在这里种景观下并未有生出超时,成功执行完成“WorkerOperation”方法。

 六、使用定时器

  在此一小节中,大家将学习怎么着利用System.Threading.Timer对象在线程池中准时地调用四个异步操作。具体操作步骤如下所示:

1、使用Visual Studio 2016创造贰个新的调整台应用程序。

2、双击展开“Program.cs”文件,编写代码如下所示:

 1 using System;
 2 using System.Threading;
 3 using static System.Console;
 4 using static System.Threading.Thread;
 5 
 6 namespace Recipe06
 7 {
 8     class Program
 9     {
10         static Timer timer;
11 
12         static void TimerOperation(DateTime start)
13         {
14             TimeSpan elapsed = DateTime.Now - start;
15             WriteLine($"{elapsed.Seconds} seconds from {start}. Timer thread pool thread id: {CurrentThread.ManagedThreadId}");
16         }
17 
18         static void Main(string[] args)
19         {
20             WriteLine("Press 'Enter' to stop the timer...");
21             DateTime start = DateTime.Now;
22             // 初始化Timer类的新实例,使用System.TimeSpan值来度量时间间隔。
23             // 第一个参数:一个System.Threading.TimerCallback委托,表示要执行的方法。
24             // 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null。
25             // 第三个参数:System.TimeSpan,表示在callback参数调用它的方法之前延迟的时间量。指定-1毫秒以防止启动计时器。指定零(0)可立即启动计时器。
26             // 第四个参数:在调用callback所引用的方法之间的时间间隔。指定-1毫秒可以禁用定期终止。
27             timer = new Timer(_ => TimerOperation(start), null, TimeSpan.FromSeconds(1), TimeSpan.FromSeconds(2));
28             try
29             {
30                 Sleep(TimeSpan.FromSeconds(6));
31                 // 更改计时器的启动时间和方法调用之间的时间间隔,使用System.TimeSpan值度量时间间隔。
32                 // 第一个参数:一个System.TimeSpan,表示在调用构造System.Threading.Timer时指定的回调方法之前的延迟时间量。指定负-1毫秒以防止计时器重新启动。指定零(0)可立即重新启动计时器。
33                 // 第二个参数:在构造System.Threading.Timer时指定的回调方法调用之间的时间间隔。指定-1毫秒可以禁用定期终止。
34                 timer.Change(TimeSpan.FromSeconds(1), TimeSpan.FromSeconds(4));
35                 ReadLine();
36             }
37             finally
38             {
39                 timer.Dispose();
40             }
41         }
42     }
43 }

3、运转该调控台应用程序,运营效果(每便运维效果说不许两样卡塔尔国如下图所示:

图片 2

  首先,大家创建了三个Timer实例,它的布局方法的率先个参数是三个lambda表达式,表示要在线程池中推行的代码,在该表明式中大家调用了“提姆erOperation”方法,并给它提供了三个伊始时间值。由于我们从没接受state对象,由此大家给Timer的构造方法的第一个参数字传送递了null。第多少个参数表示第三遍实施“TimerOperation”所要开支的时光为1分钟。第多少个参数表示每趟调用“提姆erOperation”之间的年华间距为2分钟。

  在主线程拥塞6分钟之后,大家调用了Timer实例的“Change”方法,改革了历次调用“TimerOperation”之间的日子间隔为4秒钟。

  最终,大家翘首以待输入“Enter”键来收尾应用程序。

七、使用BackgroundWorker组件

   在此一小节中,大家学习其它生机勃勃种异步编制程序的办法:BackgroundWorker组件。在这里个组件的援救下,大家能够透过一多种事件和事件管理方法组织大家的异步代码。具体操作步骤如下所示:

1、使用Visual Studio 2014创建二个新的调整台应用程序。

2、双击张开“Program.cs”文件,编写代码如下所示:

  1 using System;
  2 using System.ComponentModel;
  3 using System.Threading;
  4 using static System.Console;
  5 using static System.Threading.Thread;
  6 
  7 namespace Recipe07
  8 {
  9     class Program
 10     {
 11         static void WorkerDoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
 12         {
 13             WriteLine($"DoWork thread pool thread id: {CurrentThread.ManagedThreadId}");
 14             var bw = (BackgroundWorker)sender;
 15             for (int i = 1; i <= 100; i++)
 16             {
 17                 // 获取一个值,指示应用程序是否已请求取消后台操作。
 18                 // 如果应用程序已请求取消后台操作,则为 true;否则为 false。默认值为 false。
 19                 if (bw.CancellationPending)
 20                 {
 21                     e.Cancel = true;
 22                     return;
 23                 }
 24 
 25                 if (i % 10 == 0)
 26                 {
 27                     // 引发 System.ComponentModel.BackgroundWorker.ProgressChanged 事件。
 28                     // 参数:已完成的后台操作所占的百分比,范围从 0% 到 100%。
 29                     bw.ReportProgress(i);
 30                 }
 31 
 32                 Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.1));
 33             }
 34 
 35             // 获取或设置表示异步操作结果的值。
 36             e.Result = 42;
 37         }
 38 
 39         static void WorkerProgressChanged(object sender, ProgressChangedEventArgs e)
 40         {
 41             // e.ProgressPercentage:获取异步任务的进度百分比。
 42             WriteLine($"{e.ProgressPercentage}% completed. Progress thread pool thread id: {CurrentThread.ManagedThreadId}");
 43         }
 44 
 45         static void WorkerCompleted(object sender, RunWorkerCompletedEventArgs e)
 46         {
 47             WriteLine($"Completed thread pool thread id: {CurrentThread.ManagedThreadId}");
 48             // e.Error:获取一个值,该值指示异步操作期间发生的错误。
 49             if (e.Error != null)
 50             {
 51                 // 打印出异步操作期间发生的错误信息。
 52                 WriteLine($"Exception {e.Error.Message} has occured.");
 53             }
 54             else if (e.Cancelled) // 获取一个值,该值指示异步操作是否已被取消。
 55             {
 56                 WriteLine($"Operation has been canceled.");
 57             }
 58             else
 59             {
 60                 // e.Result:获取表示异步操作结果的值。
 61                 WriteLine($"The answer is: {e.Result}");
 62             }
 63         }
 64 
 65         static void Main(string[] args)
 66         {
 67             // 初始化System.ComponentModel.BackgroundWorker类的新实例。该类在单独的线程上执行操作。
 68             var bw = new BackgroundWorker();
 69             // 获取或设置一个值,该值指示System.ComponentModel.BackgroundWorker能否报告进度更新。
 70             // 如果System.ComponentModel.BackgroundWorker支持进度更新,则为true;否则为false。默认值为false。
 71             bw.WorkerReportsProgress = true;
 72             // 获取或设置一个值,该值指示System.ComponentModel.BackgroundWorker是否支持异步取消。
 73             // 如果System.ComponentModel.BackgroundWorker支持取消,则为true;否则为false。默认值为false。
 74             bw.WorkerSupportsCancellation = true;
 75 
 76             // 调用System.ComponentModel.BackgroundWorker.RunWorkerAsync时发生。
 77             bw.DoWork += WorkerDoWork;
 78             // 调用System.ComponentModel.BackgroundWorker.ReportProgress(System.Int32)时发生。
 79             bw.ProgressChanged += WorkerProgressChanged;
 80             // 当后台操作已完成、被取消或引发异常时发生。
 81             bw.RunWorkerCompleted += WorkerCompleted;
 82 
 83             // 开始执行后台操作。
 84             bw.RunWorkerAsync();
 85 
 86             WriteLine("Press C to cancel work");
 87 
 88             do
 89             {
 90                 // 获取用户按下的下一个字符或功能键。按下的键可以选择显示在控制台窗口中。
 91                 // 确定是否在控制台窗口中显示按下的键。如果为 true,则不显示按下的键;否则为 false。
 92                 if (ReadKey(true).KeyChar == 'C')
 93                 {
 94                     // 请求取消挂起的后台操作。
 95                     bw.CancelAsync();
 96                 }
 97             }
 98             // 获取一个值,指示System.ComponentModel.BackgroundWorker是否正在运行异步操作。
 99             // 如果System.ComponentModel.BackgroundWorker正在运行异步操作,则为true;否则为false。
100             while (bw.IsBusy);
101         }
102     }
103 }

3、运营该调控台应用程序,运维效果(每一回运维作效果果可能分裂卡塔尔国如下图所示:

图片 3

   在第68行代码处,我们成立了一个BackgroundWorker组件的实例,而且在第71行代码和第74行代码处明确地印证该实例扶持进度更新和异步撤废操作。

  在第77行代码、第79行代码和第81行代码处,大家给该实例挂载了多个事件处理方法。每当DoWork、ProgressChanged和RunWorkerCompleted事件时有发生时,都会履行相应的“WorkerDoWork方法”、“WorkerProgressChanged”方法和“WorkerCompleted”方法。

  其余代码请参谋注释。

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在上蓬蓬勃勃篇C#四线程之线程池篇第22中学,大家任重先生而道远学习了线程池和并行度以致如何达成撤消选项的相关文化。在这里生机勃勃篇中,...



1.1 简介

在本章中,主要介绍线程池(ThreadPool)的使用;在C#中它叫System.Threading.ThreadPool,在使用线程池早先率先大家得精晓三个主题材料,这正是干吗要使用线程池。其器重缘由是创立二个线程的代价是昂贵的,成立三个线程会开销很多的系统财富。

那么线程池是何许化解那几个题指标呢?线程池在初叶时会自动创造一定量的线程供程序调用,使用时,开辟人士并不直接分配线程,而是将供给做的专门的学业归入线程池职业行列中,由线程池分配本来就有个别线程实行拍卖,等处理实现后线程不是被衰亡,而是再也重临线程池中,那样节约了创办线程的付出。

而是在使用线程池时,须求专一以下几点,那将那么些关键。

  • 线程池不适合管理长日子运作的作业,大概管理须求与别的线程同步的学业。
  • 防止将线程池中的工作线程分配给I/O首先的职务,这种职责应该使用TPL模型。
  • 如非必须,不要手动设置线程池的最小线程数和最大线程数,CLEvoque会自动的实行线程池的强盛和收缩,手动干预往往让质量更差。

1.2 在线程池中调用委托

本节彰显的是什么样在线程池中如何异步的实践委托,然后将介绍叁个叫异步编制程序模型(Asynchronous Programming Model,简单称谓APM)的异步编制程序格局。

在本节及今后,为了裁减代码量,在引用程序集注脚地方暗中同意增多了using static System.Consoleusing static System.Threading.Thead宣称,那样评释能够让大家在前后相继中一些些一些含义十分的小的调用语句。

示范代码如下所示,使用了平常制造线程和APM方式来试行同一个任务。

static void Main(string[] args)
{
    int threadId = 0;

    RunOnThreadPool poolDelegate = Test;

    var t = new Thread(() => Test(out threadId));
    t.Start();
    t.Join();

    WriteLine($"手动创建线程 Id: {threadId}");

    // 使用APM方式 进行异步调用  异步调用会使用线程池中的线程
    IAsyncResult r = poolDelegate.BeginInvoke(out threadId, Callback, "委托异步调用");
    r.AsyncWaitHandle.WaitOne();

    // 获取异步调用结果
    string result = poolDelegate.EndInvoke(out threadId, r);

    WriteLine($"Thread - 线程池工作线程Id: {threadId}");
    WriteLine(result);

    Console.ReadLine();
}

// 创建带一个参数的委托类型
private delegate string RunOnThreadPool(out int threadId);

private static void Callback(IAsyncResult ar)
{
    WriteLine("Callback - 开始运行Callback...");
    WriteLine($"Callback - 回调传递状态: {ar.AsyncState}");
    WriteLine($"Callback - 是否为线程池线程: {CurrentThread.IsThreadPoolThread}");
    WriteLine($"Callback - 线程池工作线程Id: {CurrentThread.ManagedThreadId}");
}

private static string Test(out int threadId)
{
    string isThreadPoolThread = CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "ThreadPool - ": "Thread - ";

    WriteLine($"{isThreadPoolThread}开始运行...");
    WriteLine($"{isThreadPoolThread}是否为线程池线程: {CurrentThread.IsThreadPoolThread}");
    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
    threadId = CurrentThread.ManagedThreadId;
    return $"{isThreadPoolThread}线程池工作线程Id: {threadId}";
}

运行结果如下图所示,此中以Thread开始的为手动制造的线程输出的音讯,而TheadPool为始发线程池职分输出的新闻,Callback为APM形式运转义务实现后,试行的回调方法,能够清楚的观看,Callback的线程也是线程池的行事线程。

图片 4

在上文中,使用BeginOperationName/EndOperationName方法和.Net中的IAsyncResult对象的主意被叫做异步编制程序模型(或APM格局),那样的法门被叫作异步方法。使用委托的BeginInvoke办法来运维该信托,BeginInvoke吸收接纳四个回调函数,该回调函数会在义务管理到位后背调用,而且能够传递贰个顾客自定义的景况给回调函数。

近年来这种APM编制程序方式用的更加少了,更推荐应用职分并行库(Task Parallel Library,简单的称呼TPL)来集团异步API。

1.3 向线程池中放入异步操作

本节将介绍怎么样将异步操作放入线程池中实践,而且怎么着传递参数给线程池中的线程。本节中保养接纳的是ThreadPool.QueueUserWorkItem()主意,该情势可将供给周转的职务通过委托的样式传递给线程池中的线程,何况同意传递参数。

运用比较轻易,演示代码如下所示。演示了线程池使用中怎么样传递情势和参数,最终索要小心的是运用了Lambda表明式和它的闭包机制。

static void Main(string[] args)
{
    const int x = 1;
    const int y = 2;
    const string lambdaState = "lambda state 2";

    // 直接将方法传递给线程池
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(AsyncOperation);
    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));

    // 直接将方法传递给线程池 并且 通过state传递参数
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(AsyncOperation, "async state");
    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));

    // 使用Lambda表达式将任务传递给线程池 并且通过 state传递参数
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(state =>
    {
        WriteLine($"Operation state: {state}");
        WriteLine($"工作线程 id: {CurrentThread.ManagedThreadId}");
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
    }, "lambda state");

    // 使用Lambda表达式将任务传递给线程池 通过 **闭包** 机制传递参数
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(_ =>
    {
        WriteLine($"Operation state: {x + y}, {lambdaState}");
        WriteLine($"工作线程 id: {CurrentThread.ManagedThreadId}");
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
    }, "lambda state");

    ReadLine();
}

private static void AsyncOperation(object state)
{
    WriteLine($"Operation state: {state ?? "(null)"}");
    WriteLine($"工作线程 id: {CurrentThread.ManagedThreadId}");
    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
}

运行结果如下图所示。

图片 5