C# 4.0: полное руководство - Герберт Шилдт

Для доступа к основному потоку необходимо получить объект типа Thread, который ссылается на него. Это делается с помощью свойства CurrentThread, являющегося членом класса Thread. Ниже приведена общая форма этого свойства.

Данное свойство возвращает ссылку на тот поток, в котором оно используется. Поэтому если свойство CurrentThread используется при выполнении кода в основном потоке, то с его помощью можно получить ссылку на основной поток. Имея в своем распоряжении такую ссылку, можно управлять основным потоком так же, как и любым другим потоком.

В приведенном ниже примере программы сначала получается ссылка на основной поток, а затем получаются и устанавливаются имя и приоритет основного потока.

// Продемонстрировать управление основным потоком.

using System;

using System.Threading;

class UseMain {

  static void Main() {

    Thread Thrd;

    // Получить основной поток.

    Thrd = Thread.CurrentThread;

    // Отобразить имя основного потока,

    if(Thrd.Name == null)

      Console.WriteLine("У основного потока нет имени.");

    else

      Console.WriteLine("Основной поток называется: " + Thrd.Name);

    // Отобразить приоритет основного потока.

    Console.WriteLine("Приоритет: " + Thrd.Priority);

    Console.WriteLine();

    // Установить имя и приоритет.

    Console.WriteLine("Установка имени и приоритета.");

    Thrd.Name = "Основной Поток";

    Thrd.Priority = ThreadPriority.AboveNormal;

    Console. WriteLine ("Теперь основной поток называется: " +

      Thrd.Name);

    Console.WriteLine("Теперь приоритет: " + Thrd.Priority);

  }

}

Ниже приведен результат выполнения этой программы.

У основного потока нет имени.

Приоритет: Normal

Установка имени и приоритета.

Теперь основной поток называется: Основной Поток

Теперь приоритет: AboveNormal

Следует, однако, быть очень внимательным, выполняя операции с основным потоком. Так, если добавить в конце метода Main() следующий вызов метода Join():

Thrd.Join();

программа никогда не завершится, поскольку она будет ожидать окончания основного потока!

Дополнительные средства многопоточной обработки, внедренные в версии .NET Framework 4.0

В версии .NET Framework 4.0 внедрен ряд новых средств многопоточной обработки, которые могут оказаться весьма полезными. Самым важным среди них является новая система отмены. В этой системе поддерживается механизм отмены потока простым, вполне определенным и структурированным способом. В основу этого механизма положено понятие признака отмены, с помощью которого указывается состояние отмены потока. Признаки отмены поддерживаются в классе CancellationTokenSource и в структуре CancellationToken. Система отмены полностью интегрирована в новую библиотеку распараллеливания задач (TPL), и поэтому она подробнее рассматривается вместе с TPL в главе 24.

В класс System.Threading добавлена структура SpinWait, предоставляющая методы SpinOnce() и SpinUntil(), которые обеспечивают более полный контроль над ожиданием в состоянии занятости. Вообще говоря, структура SpinWait оказывается непригодной для однопроцессорных систем. А для многопроцессорных систем она применяется в цикле. Еще одним элементом, связанным с ожиданием в состоянии занятости, является структура SpinLock, которая применяется в цикле ожидания до тех пор, пока не станет доступной блокировка. В класс Thread добавлен метод Yield(), который просто выдает остаток кванта времени, выделенного потоку. Ниже приведена общая форма объявления этого метода.

public static bool Yield()

Этот метод возвращает логическое значение true, если происходит переключение контекста. В отсутствие другого потока, готового для выполнения, переключение контекста не произойдет.

Рекомендации по многопоточному программированию

Для эффективного многопоточного программирования самое главное — мыслить категориями параллельного, а не последовательного выполнения кода. Так, если в одной программе имеются две подсистемы, которые могут работать параллельно, их следует организовать в отдельные потоки. Но делать это следует очень внимательно и аккуратно, поскольку если создать слишком много потоков, то тем самым можно значительно снизить,.а не повысить производительность программы. Следует также иметь в виду дополнительные издержки, связанные с переключением контекста. Так, если создать слишком много потоков, то на смену контекста уйдет больше времени ЦП, чем на выполнение самой программы! И наконец, для написания нового кода, предназначенного для многопоточной обработки, рекомендуется пользоваться библиотекой распараллеливания задач (TPL), о которой речь пойдет в следующей главе.

Запуск отдельной задачи

Многозадачность на основе потоков чаще всего организуется при программировании на С#. Но там, где это уместно, можно организовать и многозадачность на основе процессов. В этом случае вместо запуска другого потока в одной и той же программе одна программа начинает выполнение другой. При программировании на C# это делается с помощью класса Process, определенного в пространстве имен System.Diagnostics. В заключение этой главы вкратце будут рассмотрены особенности запуска и управления другим процессом.

Простейший способ запустить другой процесс — воспользоваться методом Start(), определенным в классе Process. Ниже приведена одна из самых простых форм этого метода:

public static Process Start(string имя_файла)

где имя_файла обозначает конкретное имя файла, который должен исполняться или же связан с исполняемым файлом.

Когда созданный процесс завершается, следует вызвать метод Close(), чтобы освободить память, выделенную для этого процесса. Ниже приведена форма объявления метода Close().

public void Close()

Процесс может быть прерван двумя способами. Если процесс является приложением Windows с графическим пользовательским интерфейсом, то для прерывания такого процесса вызывается метод CloseMainWindow(), форма которого приведена ниже.

public bool CloseMainWindow()

Этот метод посылает процессу сообщение, предписывающее ему остановиться. Он возвращает логическое значение true, если сообщение получено, и логическое значение false, если приложение не имеет графического пользовательского интерфейса или главного окна. Следует, однако, иметь в виду, что метод CloseMainWindow() служит только для запроса остановки процесса. Если приложение проигнорирует такой запрос, то оно не будет прервано как процесс.

Для безусловного прерывания процесса следует вызвать метод Kill(), как показано ниже.

public void Kill()

Но методом Kill() следует пользоваться аккуратно, так как он приводит к неконтролируемому прерыванию процесса. Любые несохраненные данные, связанные с прерываемым процессом, будут, скорее всего, потеряны.

Для того чтобы организовать ожидание завершения процесса, можно воспользоваться методом WaitForExit(). Ниже приведены две его формы.

public void WaitForExit()

public bool WaitForExit(int миллисекунд)

В первой форме ожидание продолжается до тех пор, пока процесс не завершится, а во второй форме — только в течение указанного количества миллисекунд. В последнем случае метод WaitForExit() возвращает логическое значение true, если процесс завершился, и логическое значение false, если он все еще выполняется.

В приведенном ниже примере программы демонстрируется создание, ожидание и закрытие процесса. В этой программе сначала запускается стандартная сервисная программа Windows: текстовый редактор WordPad.exe, а затем организуется ожидание завершения программы WordPad как процесса.

// Продемонстрировать запуск нового процесса.