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C# —— 行程與執行緒的理解

2021-02-25 10:37:43 其他

定義

行程

行程(Process)是Windows系統中的一個基本概念,它包含著一個運行程式所需要的資源,一個正在運行的應用程式在作業系統中被視為一個行程,行程可以包括一個或多個執行緒,
程式是在特定作業系統上的可執行檔案,它是一個靜態的概念,
而行程可以被認為是程式的一個動態的概念,它有自己的地址空間,能執行一些操作,程式的執行都會伴隨著行程的生成,一個程式的執行會產生一個或多個行程,

執行緒

執行緒是行程的一個物體,是獨立運行和獨立調度的基本單位(CPU上真正運行的是執行緒),執行緒自己基本上不擁有系統資源,只擁有一點在運行中必不可少的資源(如程式計數器,一組暫存器和堆疊),但它可與同屬一個行程的其他的執行緒共享行程所擁有的全部資源,
在.NET中,一般以Main()方法作為入口的,當呼叫此方法時系統就會自動創建一個主執行緒,
執行緒主要是由CPU暫存器、呼叫堆疊和執行緒本地存盤器(Thread Local Storage,TLS)組成的,
CPU暫存器是CPU內部用來存放資料的一些小型存盤區域,用來暫時存放參與運算的資料和運算結果,其實暫存器就是一種常用的時序邏輯電路,但這種時序邏輯電路只包含存盤電路,在執行緒中主要記錄當前所執行執行緒的狀態,
呼叫堆疊是用來存盤有關正在運行的子程式的回傳地址的堆疊,在此主要用于維護執行緒所呼叫到的記憶體與資料,通過訪問呼叫堆疊,可以查找到呼叫的子程式,
TLS分為靜態和動態兩種,就是基于堆疊的全域變數或者靜態變數來訪問資料,主要用于將將資料和執行的特定的執行緒聯系起來,

區別

  1. 行程擁有自己的資源空間,每啟動一個行程,系統就會為它分配地址空間;而執行緒與CPU資源分配無關,多個執行緒共享同一行程內的資源,使用相同的地址空間,一個行程可以包含若干個執行緒,同一行程的執行緒間可以共享全域變數、靜態變數等資料,而行程之間的通信需要以通信的方式(Inter Process Communication,IPC)進行,不過如何處理好同步與互斥是撰寫多執行緒程式的難點,
  2. 多行程程式更健壯,多執行緒程式只要有一個執行緒死掉,整個行程也死掉了,而一個行程死掉并不會對另外一個行程造成影響,因為行程有自己獨立的地址空間,
  3. 行程可以通過管道、套接字、信號互動、共享記憶體、訊息佇列等等進行通信;而執行緒本身就會共享記憶體,指標指向同一個內容,互動很容易,

多執行緒

創建多執行緒步驟:

1、撰寫執行緒所要執行的方法,

2、實體化Thread類,并傳入一個指向執行緒所要執行方法的委托(ThreadStart或ParameterizedThreadStart),
Thread thread=new Thread(new ThreadStart(method)),該委托中作為引數的方法不需要引數,并且沒有回傳值,也可以分開寫:
ThreadStart threadStart=new ThreadStart(Calculate);
Thread thread=new Thread(threadStart);
ParameterizedThreadStart可以委托一個方法,利用這個方法可以向執行緒傳遞引數,引數型別必須是Object的,

3、呼叫Thread實體的Start方法,thread.Start();

執行緒的屬性

下面程式里列了一些比較常用的屬性,

using System;
using System.Threading;

namespace 多執行緒
{
        class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Thread thread1 = new Thread(new ThreadStart(Thread1));

            //thread1.IsBackground = true;//標記為后臺執行緒
            thread1.Start();

            //獲取當前正在運行的執行緒
            Thread thread=Thread.CurrentThread;
            thread.Name = "當前執行緒";
            //獲取當前執行緒的唯一識別符號
            int id = thread1.ManagedThreadId;
            //獲取當前執行緒的狀態
            ThreadState state = thread1.ThreadState;
            //獲取當前執行緒的優先級
            ThreadPriority priority = thread1.Priority;
            //掛起執行緒
            //thread1.Suspend();
            中止執行緒
            //thread1.Abort();
        
            string str = string.Format("Thread ID:{0}\n" + "Thread Name:{1}\n" + "Thread State:{2}\n" + "Thread Priority:{3}\n", id, thread.Name,state, priority);
            Console.WriteLine(str);
            Console.ReadKey();
        }

        static void Thread1()
        {
            Console.WriteLine("無參執行緒!");
        }
    }
}

同步

執行緒的同步是指在同一時間只有一個執行緒可以訪問變數,對于多執行緒程式來講,需要使用關鍵字Lock,可以把一段代碼定義為互斥段,互斥段在一個時刻內只允許一個執行緒進入執行,而其他執行緒必須等待.
Lock(expression)
{
statement_block
}
如果鎖住一個類的實體,可以使用this,在類內的方法里使用lock (this);
如果鎖住一個靜態變數,一般使用類名.

跨執行緒訪問

需要使用方法回呼完成跨執行緒.

namespace 多執行緒1
{
    public partial class Form1 : Form
    {
            public Form1()
            {
                InitializeComponent();
            }

            //定義回呼
            private delegate void setTextValueCallBack();
            //宣告回呼
            private setTextValueCallBack a;
            
            private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
            {
                //實體化回呼
                a = new setTextValueCallBack(SetValue);
                //創建一個執行緒去執行這個方法
                Thread thread = new Thread(new ThreadStart(Test));
                //將執行緒設定為后臺執行緒
                thread.IsBackground = true;
                thread.Start();
            }

            private void Test()
            {
                    //使用回呼,invoke方法可以激活控制元件所在執行緒,從而呼叫控制元件.invoke(回呼,引數(呼叫方法的引數)).invoke表是同步(會等回呼方法執行完后再執行下一步)、begininvoke表示異步(不等直接執行下一步)
                    textBox1.Invoke(a);
            }

            /// <summary>
            /// 定義回呼使用的方法
            /// </summary>
            private void SetValue()
            {
                this.textBox1.Text = "1";
            }
        }
}

參考鏈接如下:
C#多執行緒

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/qita/263368.html

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