Visual C#中使用线程

【 tulaoshi.com - 编程语言 】

　　摘要：本文论述了各种模式的线程（单线程、单元线程和自由线程）以及每种模式的使用方法。同时，还提供了一个使用线程的 C# 语言代码示例，以帮助您编写使用线程的应用程序。本文还讨论了多线程代码中的一些重要问题。

　　简介

　　编写多线程 Microsoft® 消息队列 (MSMQ) 触发器应用程序向来是一件让人畏惧的事情。不过，.NET 框架线程和消息类的出现使这项工作变得比以前容易了。这些类允许您使用任何适用于 .NET 框架的语言来编写多线程应用程序。以前，像 Microsoft Visual Basic® 之类的工具对线程的支持十分有限。因此不得不使用 C++ 来编写多线程代码，通过 Visual Basic 构建由多个过程或 ActiveX DLL 组成的解决方案（这种解决方案一点也不理想），或者干脆完全放弃多线程。使用 .NET 框架，您可以构建各种多线程应用程序，而不用考虑选择使用哪种语言。

　　本文将逐步介绍构建侦听并处理来自 Microsoft 消息队列的多线程应用程序的过程。本文将着重讨论两个名称空间 System.Threading 和 System.Messaging。示例代码是用 C# 语言编写的，但您可以轻松地将其转换为您所使用的语言。

　　在 Win32 环境中，线程有三种基本模式：单线程、单元线程和自由线程。

　　您最初编写的某些应用程序很可能是单线程应用程序，仅包含与应用程序进程对应的线程。进程可以被定义为应用程序的实例，拥有该应用程序的内存空间。大多数 Windows 应用程序都是单线程的，即用一个线程完成所有工作。

　　单元线程是一种稍微复杂的线程模式。标记用于单元线程的代码可以在其自己的线程中执行，并限制在自己的单元中。线程可以被定义为进程所拥有的实体。处理时将调度该进程。在单元线程模式中，所有线程都在主应用程序内存中各自的子段范围内运行。此模式允许多个代码实例同时但独立地运行。例如，在 .NET 之前，Visual Basic 仅限于创建单元线程组件和应用程序。

　　自由线程是最复杂的线程模式。在自由线程模式中，多个线程可以同时调用相同的方法和组件。与单元线程不同，自由线程不会被限制在独立的内存空间。当应用程序必须进行大量相似而又独立的数学计算时，您可能需要使用自由线程。在这种情况下，您需要生成多个线程使用相同的代码示例来执行计算。可能 C++ 开发人员是仅有的编写过自由线程应用程序的应用程序开发人员，因为像 Visual Basic 6.0 这样的语言几乎不可能编写自由线程应用程序。

　　为了使您对线程模式有一定的概念，我们可以将其想象为从一所屋子搬到另一所屋子。如果您采用单线程方法，则需要您自己完成从打包到扛箱子再到拆包的所有工作。如果您使用单元线程模式，则表示您邀请了好朋友来帮忙。每个朋友在一个单独的房间里工作，并且不能帮助在其他房间工作的人。他们各自负责自己的空间和空间内的物品搬运。如果您采用自由线程方法，您仍然邀请相同的朋友来帮忙，但是所有朋友可以随时在任何一个房间工作，共同打包物品。与此类似，您的房子就是运行所有线程的进程，每个朋友都是一个代码实例，搬运的物品为应用程序的资源和变量。

　　本示例解释了不同线程模式的优点和缺点。单元线程比单线程要快，因为有多个组件实例在工作。在某些情况下，自由线程比单元线程更快更有效，这是因为所有事情同时发生，并且可以共享所有资源。但是，当多线程更改共享资源时，这可能会出现问题。假设一个人开始使用箱子打包厨房用具，此时另一个朋友进来了，要使用同一个箱子打包浴室的东西。第一个朋友在箱子上贴上了厨房用具，另一个朋友用洗漱用品标签覆盖了原标签。结果，当您拆包时，就会发生将厨房用品搬到浴室的情况。

　　示例应用程序

　　第一步是要检查示例应用程序的设计。应用程序将生成多个线程，每个线程都侦听来自 MSMQ 队列的消息。本示例使用两个类，主 Form 类和自定义 MQListen 类。Form 类将处理用户界面并创建，管理和破坏辅助线程。MQListen 类包含所有代码，包括辅助线程运行所需的消息队列因素。

　　准备应用程序

　　// C#

　　using System.Threading;

　　using System.Messaging;

　　System.Threading 名称空间允许您访问所有必要的线程功能，在本例中，您可以访问 Thread 类和 ThreadInterruptException 构造函数。该名称空间还包括许多其他高级功能，本文不作详细讨论。System.Messaging 名称空间允许您访问 MSMQ 功能，包括向队列发送消息和接收队列消息。在本例中，您将使用 MessageQueue 类来接收消息。还必须在主窗体代码中添加 using System.Threading。

　　所有引用就位后，您就可以开始编写代码了。

　　辅助线程

　　首先需要构建封装所有线程工作的 MQListen 类。将下列代码插入 MQListen 中。

// C#public class MQListen{private string m_MachineName;private string m_QueueName;// 构造函数接收必要的队列信息。public MQListen(string MachineName, string QueueName){m_MachineName = MachineName;m_QueueName = QueueName;}// 每个线程用来侦听 MQ 消息的一种唯一方法public void Listen(){// 创建一个 MessageQueue 对象。System.Messaging.MessageQueue MQ = newSystem.Messaging.MessageQueue();// 设置 MessageQueue 对象的路径属性。MQ.Path = m_MachineName + "private$" + m_QueueName;// 创建一个 Message 对象。System.Messaging.Message Message = newSystem.Messaging.Message();// 重复上述步骤，直到收到中断。while (true){try{// 休眠以在中断发出时捕捉中断。System.Threading.Thread.Sleep(100);// 将 Message 对象设置为与接收函数的结果相等。// 持续时间（天、小时、分钟、秒）。Message = MQ.Receive(new TimeSpan(0, 0, 0, 1));// 显示已接收消息的标签System.Windows.Forms.MessageBox.Show(" Label: " + Message.Label);}catch (ThreadInterruptedException e){// 从主线程捕捉 ThreadInterrupt 并退出。Console.WriteLine("Exiting Thread");Message.Dispose();MQ.Dispose();break;}catch (Exception GenericException){// 捕捉接收过程中抛出的所有异常。Console.WriteLine(GenericException.Message);}}}}

　　代码讨论

　　MQListen 类包含一个不同于构造函数的函数。该函数封装每个辅助线程要执行的所有工作。在主线程中，您向线程构造函数传递一个对此函数的引用，以便在启动线程时执行该函数。

　　Listen 所做的第一件事情是设置一个消息队列对象。MessageQueue 构造函数通过三种实现进行重载。第一种实现使用两个参数：一个字符串参数，指定侦听队列的位置；一个布尔值参数，指示是否为访问队列的第一个应用程序赋予独占读取队列的权限。第二种实现只使用队列路径参数，第三种实现不使用参数。为了简便起见，您可以使用第三种实现，在下一行分配路径。

　　如果您引用了队列，则必须创建一个消息对象。消息构造函数也有三种实现方式。如果您想将消息写入队列，则可以使用前两种实现。这两种实现采用两个对象：一个是位于消息正文中的对象；一个是定义如何将对象序列化到消息正文的 IMessageFormatter 对象。在本例中，您将从队列中读取数据，以初始化空的消息对象。

　　初始化对象后，您需要输入执行所有工作的主循环。然后，当主线程调用 Interrupt 终止这些线程时，则只有在线程处于等待、睡眠或连接状态下才会被中断。如果没有处于上述三种状态，则要等到下次进入这三种状态中的一种时才会被中断。要确保辅助线程进入等待、睡眠或连接状态，请调用位于 System.Threading 名称空间的 Sleep 方法。对于使用过 Windows API 睡眠函数的 C++ 和 Visual Basic 开发人员而言，Sleep 方法并不陌生。它只使用一个参数：线程处于睡眠状态的毫秒数。如果您从未调用过 Sleep，辅助线程将永远不会进入可以接收中断请求的状态，而会无限制地继续下去，除非您手动关闭进程。