Язык программирования C#9 и платформа .NET5 - Троелсен Эндрю

Нетрудно догадаться, что разработчики обычно создают дополнительные потоки для улучшения общей степени отзывчивости программы. Многопоточные процессы обеспечивают иллюзию того, что выполнение многочисленных действий происходит более или менее одновременно. Например, приложение может порождать дополнительный рабочий поток для выполнения трудоемкой единицы работы (вроде вывода на печать крупного текстового файла). После запуска вторичного потока главный поток продолжает реагировать на пользовательский ввод, что дает всему процессу возможность достигать более высокой производительности. Однако на самом деле так происходит не всегда: применение слишком большого количества потоков в одном процессе может приводить к ухудшению производительности из-за того, что центральный процессор должен переключаться между активными потоками внутри процесса (а это отнимает время).

На некоторых машинах многопоточность по большей части является иллюзией, обеспечиваемой операционной системой. Машины с единственным (не поддерживающим гиперпотоки) центральным процессором не обладают возможностью обработки множества потоков в одно и то же время. Взамен один центральный процессор выполняет по одному потоку за единицу времени (называемую квантом времени), частично основываясь на приоритете потока. По истечении выделенного кванта времени выполнение существующего потока приостанавливается, позволяя выполнять работу другому потоку. Чтобы поток не "забывал", что происходило до того, как его выполнение было приостановлено, ему предоставляется возможность записывать данные в локальное хранилище потоков (Thread Local Storage — TLS) и выделяется отдельный стек вызовов (рис. 14.2).

Если тема потоков для вас нова, то не стоит беспокоиться о деталях. На данном этапе просто запомните, что любой поток представляет собой уникальный путь выполнения внутри процесса Windows. Каждый процесс имеет главный поток (созданный посредством точки входа исполняемого файла) и может содержать дополнительные потоки, которые создаются программно.

Взаимодействие с процессами используя платформу .NET Core

Несмотря на то что с процессами и потоками не связано ничего нового, способ взаимодействия с ними в рамках платформы .NET Core значительно изменился (в лучшую сторону). Чтобы подготовить почву для понимания области построения многопоточных сборок (см. главу 15), давайте начнем с выяснения способов взаимодействия с процессами, используя библиотеки базовых классов .NET Core.

В пространстве имен System.Diagnostics определено несколько типов, которые позволяют программно взаимодействовать с процессами и разнообразными типами, связанными с диагностикой, такими как журнал событий системы и счетчики производительности. В текущей главе нас интересуют только типы, связанные с процессами, которые описаны в табл. 14.1.

Класс System.Diagnostics.Process позволяет анализировать процессы, выполняющиеся на заданной машине (локальные или удаленные). В классе Process также определены члены, предназначенные для программного запуска и завершения процессов, просмотра (или модификации) уровня приоритета процесса и получения списка активных потоков и/или загруженных модулей внутри указанного процесса. В табл. 14.2 перечислены некоторые основные свойства класса System.Diagnostics.Process.

(window.adrunTag = window.adrunTag || []).push({v: 1, el: 'adrun-4-390', c: 4, b: 390})

Кроме перечисленных выше свойств в классе System.Diagnostics.Process определено несколько полезных методов (табл. 14.3).

Перечисление выполняющихся процессов

Для иллюстрации способа манипулирования объектами Process создайте новый проект консольного приложения C# по имени ProcessManipulator и определите в классе Program следующий вспомогательный статический метод (не забудьте импортировать в файл кода пространства имен System.Diagnostics и System.Linq):

static void ListAllRunningProcesses()

{

  // Получить все процессы на локальной машине, упорядоченные по PID.

  var runningProcs =

    from proc

    in Process.GetProcesses(".")

    orderby proc.Id

    select proc;

  // Вывести для каждого процесса идентификатор PID и имя.

  foreach(var p in runningProcs)

  {

    string info = $"-> PID: {p.Id}tName: {p.ProcessName}";

    Console.WriteLine(info);

  }

  Console.WriteLine("************************************n");

}

Статический метод Process.GetProcesses() возвращает массив объектов Process, которые представляют выполняющиеся процессы на целевой машине (передаваемая методу строка "." обозначает локальный компьютер). После получения массива объектов Process можно обращаться к любым членам, описанным в табл. 14.2 и 14.3. Здесь просто для каждого процесса выводятся идентификатор PID и имя с упорядочением по PID. Модифицируйте операторы верхнего уровня, как показано ниже:

using System;

using System.Diagnostics;

using System.Linq;

Console.WriteLine("***** Fun with Processes *****n");

ListAllRunningProcesses();

Console.ReadLine();

Запустив приложение, вы увидите список имен и идентификаторов PID для всех процессов на локальной машине. Ниже показана часть вывода (ваш вывод наверняка будет отличаться):

***** Fun with Processes *****

-> PID: 0       Name: Idle

-> PID: 4       Name: System

-> PID: 104     Name: Secure System

-> PID: 176     Name: Registry