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細說多線程(八) —— 計時器與鎖

發布時間: 2012/9/16 6:40:51

一、線程的定義

二、線程的基礎知識

三、以ThreadStart方式實現多線程

八、定時器與鎖

8.1定時器

若要長期定時進行一些工作，比如像郵箱更新，實時收聽信息等等，可以利用定時器Timer進行操作。
在System.Threading命名空間中存在Timer類與對應的TimerCallback委托，它可以在后臺線程中執行一些長期的定時操作，使主線程不受干擾。
Timer類中最常用的構造函數為 public Timer( timerCallback , object , int , int )
timerCallback委托可以綁定執行方法，執行方法必須返回void，它可以是無參數方法，也可以帶一個object參數的方法。
第二個參數是為 timerCallback 委托輸入的參數對象。
第三個參數是開始執行前等待的時間。
第四個參數是每次執行之間的等待時間。

開發實例

     class Program
     {
         static void Main(string[] args)
         {
             ThreadPool.SetMaxThreads(1000, 1000);
 
             TimerCallback callback = new TimerCallback(ThreadPoolMessage);
             Timer t = new Timer(callback,"Hello Jack! ", 0, 1000);
             Console.ReadKey();
         }
 
         //顯示線程池現狀
         static void ThreadPoolMessage(object data)
         {
             int a, b;
             ThreadPool.GetAvailableThreads(out a, out b);
             string message = string.Format("{0}\n   CurrentThreadId is:{1}\n" +
                 "   CurrentThread IsBackground:{2}\n" +
                 "   WorkerThreads is:{3}\n   CompletionPortThreads is:{4}\n",
                  data + "Time now is " + DateTime.Now.ToLongTimeString(),
                  Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
                  Thread.CurrentThread.IsBackground.ToString(),
                  a.ToString(), b.ToString());
             Console.WriteLine(message);
         }
     }

注意觀察運行結果，每次調用Timer綁定的方法時不一定是使用同一線程，但線程都會是來自工作者線程的后臺線程。

8.2 鎖

在使用多線程開發時，存在一定的共用數據，為了避免多線程同時操作同一數據，.NET提供了lock、Monitor、Interlocked等多個鎖定數據的方式。

8.2.1 lock

lock的使用比較簡單，如果需要鎖定某個對象時，可以直接使用lock(this)的方式。

1 private void Method()
2 {
3       lock(this)
4       {
5           //在此進行的操作能保證在同一時間內只有一個線程對此對象操作
6       }
7 }

如果操作只鎖定某段代碼，可以事先建立一個object對象，并對此對象進行操作鎖定，這也是.net提倡的鎖定用法。

 class Control
 {
       private object obj=new object();
       
       public void Method()
       {
             lock(obj)
             {.......}
       }
 }

8.2.2 Montior

Montior存在于System.Thread命名空間內，相比lock，Montior使用更靈活。
它存在 Enter, Exit 兩個方法，它可以對對象進行鎖定與解鎖，比lock使用更靈活。

 1 class Control
 2 {
 3       private object obj=new object();
 4  
 5       public void Method()
 6       {
 7             Monitor.Enter(obj);
 8             try
 9             {......}
10             catch(Excetion ex)
11             {......}
12             finally
13             {
14                 Monitor.Exit(obj);
15             }
16       }
17 }
18

使用try的方式，能確保程序不會因死鎖而釋放出異常！
而且在finally中釋放obj對象能夠確保無論是否出現死鎖狀態，系統都會釋放obj對象。
而且Monitor中還存在Wait方法可以讓線程等待一段時間，然后在完成時使用Pulse、PulseAll等方法通知等待線程。

8.2.3 Interlocked

Interlocked存在于System.Thread命名空間內，它的操作比Monitor使用更簡單。
它存在CompareExchange、Decrement、Exchange、Increment等常用方法讓參數在安全的情況進行數據交換。

Increment、Decrement 可以使參數安全地加1或減1并返回遞增后的新值。

 class Example
 {
       private int a=1;
 
       public void AddOne()
       {
              int newA=Interlocked.Increment(ref a);
       }
 }

Exchange可以安全地變量賦值。

1 public void SetData()
2 {
3       Interlocked.Exchange(ref a,100);
4 }

CompareExchange使用特別方便，它相當于if的用法，當a等于1時，則把100賦值給a。

 public void CompareAndExchange()
 {
     Interlocked.CompareExchange(ref a,100,1);
 }

結束語

熟悉掌握多線程開發，對提高系統工作效率非常有幫助，尤其是回調方法與最近火熱的并行編程更應該引起各位的重視。
在下用了較長的時間總結所過的多線程開發方式，希望本篇文章能對各位的學習研究有所幫助，當中有所錯漏的地方敬請點評。

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