Исходный код. Проект ThreadState размещен в подкаталоге, соответствующем главе 14.
Программное создание вторичных потоков
Чтобы программно создавать дополнительные потоки, выполняющие свои отдельные задачи, вы должны следовать вполне понятным указанным ниже рекомендациям.
1. Для выбранного типа создайте метод, который будет использоваться в качестве точки входа нового потока.
2. Создайте делегат ParameterizedThreadStart (или уже устаревший ThreadStart), передав его конструктору адрес метода, определенного на шаге 1.
3. Создайте объект Thread, передав конструктору делегат ParameterizedThreadStart/ThreadStart в виде аргумента.
4. Задайте подходящие начальные характеристики потока (имя, приоритет и т.д.).
5. Вызовите метод Thread.Start(). Это указание как можно быстрее стартовать поток для метода, на который ссылается делегат, созданный на шаге 2.
Согласно шагу 2, имеется возможность использовать один из двух разных типов делегата для метода, предназначенного для выполнения во вторичном потоке. Делегат ThreadStart является частью пространства имен System.Threading со времен .NET версии 1.0 и может указывать на любой метод, не имеющий аргументов и не возвращающий ничего. Этот делегат удобно использовать тогда, когда метод должен выполняться в фоновом режиме без взаимодействия с ним.
Очевидным ограничением ThreadStart является отсутствие параметров. Поэтому в .NET 2.0 предлагается тип делегата ParameterizedThreadStart, допускающий передачу одного параметра типа System.Object. Поскольку с помощью System.Object можно представить всё, что угодно, вы можете передать этому делегату любое число параметров в виде пользовательского класса или структуры. Заметьте, однако, что делегат ParameterizedThreadStart может указывать только на методы, возвращающие void.
Работа с делегатом ThreadStart
Чтобы рассмотреть процесс создания многопоточного приложения на практику (а также продемонстрировать пользу соответствующего подхода), предположим, что у нас есть консольное приложение (SimpleMultiThreadApp), которое позволяет конечному пользователю выбрать в приложении либо использование одного первичного потока, выполняющего всю работу, либо разделение ее на два отдельных потока.
После того как вы обеспечите доступ к пространству имен System.Threading с помощью ключевого слова C# using, первым шагом должно быть определение метода, который будет выполнять работу во вторичном потоке. Чтобы сосредоточиться на сути механизма построения многопоточных программ, здесь этот метод просто выводит последовательность чисел с двухсекундными задержками перед каждой операцией вывода. Вот полное определение соответствующего класса Printer.
public class Printer {
public void PrintNumbers() {
// Отображение информации потока.
Console.WriteLine ("-› {0} выполняет PrintNumbers()", Thread.CurrentThread.Name);
// Вывод чисел.
Console.Write("Ваши числа: ");
for(int i = 0; i ‹ 10; i++) {
Console.Write(i + ", ");
Thread.Sleep(2000);
}
Console.WriteLine();
}
}
Теперь в Main() нужно предложить выбор одного или двух потоков для выполнения задач приложения. Если пользователь выберет использование одного потока, просто вызывается метод PrintNumbers() в рамках первичного потока. Но если пользователь указывает два потока, создается делегат ThreadStart, указывающий на PrintNumbers(). Объект делегата передается конструктору нового объекта Thread и вызывается метод Start(), информирующий среду CLR о том, что поток готов к обработке.
Сначала установите ссылку на компоновочный блок System.Windows.Forms.dll и с помощью MessageBox.Show() отобразите подходящее сообщение в Main() (смысл этого станет ясным при запуске программы). Вот полная реализация Main() в нужном виде.
static void Main(string[] args) {
Console.WriteLine("***** Чудесное приложение Thread *****n");
Console.Write("Хотите иметь [1] или [2] потока?");
string threadCount = Console.ReadLine();
// Имя текущего потока.
Thread primaryThread = Thread.CurrentThread;
primaryThread.Name = "Первичный";
// Вывод информации Thread.
Console.WriteLine("-› {0} выполняет Main()", Thread.CurrentThread.Name);
// Создание рабочего класса.
Printer р = new Printer();
switch (threadCount) {
case "2":
// Теперь создание потока.
Thread backgroundThread = new Thread(new ThreadStart(p.PrintNumbers));
backgroundThread.Name = "Вторичный";
backgroundThread.Start();
break;
case "1":
p.PrintNumbers();
break;
default:
Console.WriteLine("Ваши указания не ясны… будет 1 поток.");
goto case "1";
}
// Выполнение дополнительней работы.
MessageBox.Show("Я занят!", "Работа в главном потоке…");
Console.RеаdLine();
}
Если теперь запустить эту программу с одним потоком, вы обнаружите, что окно сообщения не будет отображено до тех пор, пока на консоль не будет выведена вся последовательность чисел. Здесь была указана пауза приблизительно в две секунды после вывода каждого из чисел, поэтому подобное поведение программы не вызовет восхищения конечного пользователя. Но если вы выберете вариант с двумя потоками, окно сообщения появится немедленно, поскольку для вывода чисел на консоль будет использоваться свой уникальный объект Thread (рис. 14.7).
Рис. 14.7. Многопоточные приложения "более отзывчивы" при выдаче своих результатов
Здесь важно отметить, что при построении многопоточных приложений (с применением асинхронных делегатов) на машинах с одним процессором вы не получаете приложение, выполняющееся быстрее, чем позволяет процессор машины. При запуске этого приложения с использованием как одного, так и двух потоков числа будут отображаться одинаково. Многопоточные приложения позволяют улучшить "отзывчивость" приложения. Конечному пользователю может казаться, что такая программа работает быстрее, но на самом деле это не так. Потоки не имеют никакой возможности ускорить выполнение циклов foreach, операций вывода на печать или сложения чисел. Многопоточные приложения просто позволяют распределять нагрузку среди множества потоков.
Исходный код. Проект SimpleMultiThreadApp размещен в подкаталоге, соответствующем главе 14.
Работа с делегатом ParameterizedThreadStart
Напомним, что делегат ThreadStart может указывать только на методы, возвращающие void и не имеющие аргументов. Во многих случаях этого будет вполне достаточно, но передать данные методу, выполняющемуся во вторичном потоке, вы сможете только с помощью делегата ParameterizedThreadStart. Для примера воссоздадим программную логику проекта AsyncCallbackDelegate, построенного в этой главе выше, но на этот раз используем тип делегата ParameterizedThreadStart.
Сначала создайте новое консольное приложение AddWithThreads и укажите using для пространства имен System.Threading. Поскольку ParameterizedThreadStart может указывать на любой метод, принимающий параметр System.Object, создайте пользовательский тип, содержащий числа для сложения.
class AddParams {
public int a;
public int b;
public AddParams(int numb1, int numb2) {
a = numb1;
b = numb2;
}
}
В классе Program создайте статический метод, который с помощью типа AddParams напечатает сумму соответствующих значений.
public static void Add(object data) {
if (data is AddParams) {
Console.WriteLine("ID потока в Add(): {0}", Thread.CurrentThread.GetHashCode());
AddParams ap = (AddParams)data;
Console.WriteLine("{0} + {1} равно {2}", ар.a, ар.b, ар.a + ар.b);
}
}
Программный код Main() в данном случае предельно прост. Просто используйте ParameterizedThreadStart вместо ThreadStart.
static void Main(string[] args) {
…
Console.WriteLine("***** Сложение с объектами Thread *****");
Console.WriteLine("ID потока в Main(): {0}", Thread.CurrentThread.GetHashCode());
AddParams ap = new AddParams(10, 10);
Thread t = new Thread(new ParameterizedThreadStart(Add));
t.Start(ap);
…
}
Исходный код. Проект AddWithThreads размещен в подкаталоге, соответствующем главе 14.
Приоритетные и фоновые потоки
Итак, вы научились программного создавать новые потоки выполнения с помощью пространства имен System.Threading, теперь давайте выясним, чем отличаются приоритетные и фоновые потоки.
• Приоритетные потоки обеспечивают текущему приложению защиту от преждевременного завершения. Среда CLR не прекратит работу приложения (лучше сказать, не выгрузит соответствующий домен приложения), пока не завершат работу все приоритетные потоки,
