C#的多线程机制初探(3)

在这里我们要注意的是其它线程都是依附于Main()函数所在的线程的,Main()函数是C#程序的入口,起始线程可以称之为主线程,如果所有的前台线程都停止了,那么主线程可以终止,而所有的后台线程都将无条件终止。而所有的线程虽然在微观上是串行执行的,但是在宏观上你完全可以认为它们在并行执行。

读者一定注意到了Thread.ThreadState这个属性,这个属性代表了线程运行时状态,在不同的情况下有不同的值,于是我们有时候可以通过对该值的判断来设计程序流程。ThreadState在各种情况下的可能取值如下:

Aborted:线程已停止
AbortRequested:线程的Thread.Abort()方法已被调用,但是线程还未停止
Background:线程在后台执行,与属性Thread.IsBackground有关
Running:线程正在正常运行
Stopped:线程已经被停止
StoPRequested:线程正在被要求停止
Suspended:线程已经被挂起(此状态下,可以通过调用Resume()方法重新运行)
SuspendRequested:线程正在要求被挂起,但是未来得及响应
Unstarted:未调用Thread.Start()开始线程的运行
WaitSleepJoin:线程因为调用了Wait(),Sleep()或Join()等方法处于封锁状态

上面提到了Background状态表示该线程在后台运行,那么后台运行的线程有什么特别的地方呢?其实后台线程跟前台线程只有一个区别,那就是后台线程不妨碍程序的终止。一旦一个进程所有的前台线程都终止后,CLR(通用语言运行环境)将通过调用任意一个存活中的后台进程的Abort()方法来彻底终止进程。

当线程之间争夺CPU时间时,CPU按照是线程的优先级给予服务的。在C#应用程序中,用户可以设定5个不同的优先级,由高到低分别是Highest,AboveNormal,Normal,BelowNormal,Lowest,在创建线程时如果不指定优先级,那么系统默认为ThreadPriority.Normal。给一个线程指定优先级
,我们可以使用如下代码:

//设定优先级为最低
myThread.Priority=ThreadPriority.Lowest;

通过设定线程的优先级,我们可以安排一些相对重要的线程优先执行,例如对用户的响应等等。

现在我们对怎样创建和控制一个线程已经有了一个初步的了解,下面我们将深入研究线程实现中比较典型的的问题,并且探讨其解决方法。

三.线程的同步和通讯——生产者和消费者

假设这样一种情况,两个线程同时维护一个队列,如果一个线程对队列中添加元素,而另外一个线程从队列中取用元素,那么我们称添加元素的线程为生产者,称取用元素的线程为消费者。生产者与消费者问题看起来很简单,但是却是多线程应用中一个必须解决的问题,它涉及到线程之间的同步和通讯问题。

前面说过,每个线程都有自己的资源,但是代码区是共享的,即每个线程都可以执行相同的函数。但是多线程环境下,可能带来的问题就是几个线程同时执行一个函数,导致数据的混乱,产生不可预料的结果,因此我们必须避免这种情况的发生。C#提供了一个关键字lock,它可以把一段代码定义为互斥段(critical section),互斥段在一个时刻内只允许一个线程进入执行,而其他线程必须等待。在C#中,关键字lock定义如下:

lock(expression) statement_block

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