プロセスとスレッド(スレッドは軽量プロセスです)(下)

クロススレッドのアクセス

以下のように、0〜10000サイクルからテキストボックスに割り当てられたスレッドを作成するために、「テスト」をクリックしてください:

プライベート 無効 btn_Test_Click(オブジェクト送信者、EventArgsの電子)
        {
            // このメソッドを実行するためのスレッドを作成:スレッドがデフォルトのフォアグラウンドスレッドで作成された 
            スレッド=スレッドを新しい新しいスレッド(新しい新しいThreadStart(テスト));
             // Startメソッドマークこのスレッドは準備ができて、そして正確にいつこの実行、いつでも実行することができますスレッドは、CPUによって決定される
             // バックグラウンドスレッドに設定されているスレッド 
            thread.IsBackground = trueに
            thread.Start();
        }

        プライベート 無効テスト()
        {
            以下のためにint型私は= 0 ; I < 10000 ; I ++ 
            {               
                この .textBox1.Text = i.ToString()。
            }
        }

結果:

エラーの原因: textBox1テキストボックスは、メインスレッドによって作成され、スレッドはマネージコード.NET上で実行、別のスレッドによって作成されたスレッドで、C#これらのコードを施行スレッドセーフでなければならない、クロススレッドのアクセスWindowsのことはできません。フォームのコントロール。

ソリューション:

図1に示すように、フォームのロードイベント、C#内蔵対照(コントロール)クラスCheckForIllegalCrossThreadCallsのプロパティに設定されている、クロススレッドの呼び出しを確認するためにC#コンパイラをマスク。

 プライベート 無効 Form1_Load(オブジェクト送信者、EventArgsの電子)
 {
        //は、クロススレッドのアクセス中止 
        = Control.CheckForIllegalCrossThreadCallsを誤りました
 }

上記の方法を使用すると、プログラムの正常な動作を保証し、アプリケーションの機能を実現するが、実際のソフトウェア開発では、そうすることが安全な設定ではありませんすることができますが、ソフトウェア製品の開発、など(.NETの安全規制に準拠していません)状況が許可されていません。あなたは件名.NETの安全基準は、スレッドから別のスレッドによって作成された空間に成功した訪問を実現したい場合は、メソッドのコールバック機構は、C#で使用されます。

図2に示すように、コールバック関数を使用して

一般的なプロセスのコールバックの実装:

C#メソッドコールバック機構は、その典型的な実装プロセスについて説明、信頼に基づいて構築されています。

(1)の定義は、宣言は、コールバック。

//定义回调
private delegate void DoSomeCallBack(Type para);
//声明回调
DoSomeCallBack doSomaCallBack;

可以看出,这里定义声明的“回调”(doSomaCallBack)其实就是一个委托。

(2)、初始化回调方法。

doSomeCallBack=new DoSomeCallBack(DoSomeMethod);

所谓“初始化回调方法”实际上就是实例化刚刚定义了的委托,这里作为参数的DoSomeMethod称为“回调方法”,它封装了对另一个线程中目标对象(窗体控件或其他类)的操作代码。

(3)、触发对象动作

Opt  obj.Invoke(doSomeCallBack,arg);

其中Opt obj为目标操作对象,在此假设它是某控件,故调用其Invoke方法。Invoke方法签名为:

object  Control.Invoke(Delegate  method,params  object[] args);

它的第一个参数为委托类型,可见“触发对象动作”的本质,就是把委托doSomeCallBack作为参数传递给控件的Invoke方法,这与委托的使用方式是一模一样的。

最终作用于对象Opt obj的代码是置于回调方法体DoSomeMethod()中的,如下所示:

private void DoSomeMethod(type para)
{
     //方法体
    Opt obj.someMethod(para);
}

如果不用回调,而是直接在程序中使用“Opt obj.someMethod(para);”,则当对象Opt obj不在本线程(跨线程访问)时就会发生上面所示的错误。

从以上回调实现的一般过程可知:C#的回调机制,实质上是委托的一种应用。在C#网络编程中,回调的应用是非常普遍的,有了方法回调,就可以在.NET上写出线程安全的代码了。

使用方法回调,实现给文本框赋值:

namespace MultiThreadDemo
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        //定义回调
        private delegate void setTextValueCallBack(int value);
        //声明回调
        private setTextValueCallBack setCallBack;

        private void btn_Test_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //实例化回调
            setCallBack = new setTextValueCallBack(SetValue);
            //创建一个线程去执行这个方法:创建的线程默认是前台线程
            Thread thread = new Thread(new ThreadStart(Test));
            //Start方法标记这个线程就绪了,可以随时被执行,具体什么时候执行这个线程,由CPU决定
            //将线程设置为后台线程
            thread.IsBackground = true;
            thread.Start();
        }

        private void Test()
        {
            for (int i = 0; i < 10000; i++)
            {               
                //使用回调
                textBox1.Invoke(setCallBack, i);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 定义回调使用的方法
        /// </summary>
        /// <param name="value"></param>
        private void SetValue(int value)
        {
            this.textBox1.Text = value.ToString();
        }
    }
}

同步和异步

同步和异步是对方法执行顺序的描述。

同步:等待上一行完成计算之后,才会进入下一行。

例如:请同事吃饭,同事说很忙,然后就等着同事忙完,然后一起去吃饭。

异步:不会等待方法的完成,会直接进入下一行,是非阻塞的。

例如:请同事吃饭,同事说很忙,那同事先忙,自己去吃饭,同事忙完了他自己去吃饭。

下面通过一个例子讲解同步和异步的区别:

1、新建一个winform程序,上面有两个按钮,一个同步方法、一个异步方法,在属性里面把输出类型改成控制台应用程序,这样可以看到输出结果,代码如下:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;

namespace MyAsyncThreadDemo
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        /// <summary>
        /// 异步方法
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void btnAsync_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Console.WriteLine($"***************btnAsync_Click Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
            Action<string> action = this.DoSomethingLong;
            // 调用委托(同步调用)
            action.Invoke("btnAsync_Click_1");
            // 异步调用委托
            action.BeginInvoke("btnAsync_Click_2",null,null);
            Console.WriteLine($"***************btnAsync_Click End    {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
        }

        /// <summary>
        /// 同步方法
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void btnSync_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Console.WriteLine($"****************btnSync_Click Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");
            int j = 3;
            int k = 5;
            int m = j + k;
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                string name = string.Format($"btnSync_Click_{i}");
                this.DoSomethingLong(name);
            }
        }


        private void DoSomethingLong(string name)
        {
            Console.WriteLine($"****************DoSomethingLong {name} Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");
            long lResult = 0;
            for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
            {
                lResult += i;
            }
            Console.WriteLine($"****************DoSomethingLong {name}   End {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")} {lResult}***************");
        }
    }
}
View Code

2、启动程序,点击同步,结果如下:

从上面的截图中能够很清晰的看出:同步方法是等待上一行代码执行完毕之后才会执行下一行代码。

点击异步,结果如下:

从上面的截图中看出:当执行到action.BeginInvoke("btnAsync_Click_2",null,null);这句代码的时候,程序并没有等待这段代码执行完就执行了下面的End,没有阻塞程序的执行。

在刚才的测试中,如果点击同步,这时winform界面不能拖到,界面卡住了,是因为主线程(即UI线程)在忙于计算。

点击异步的时候,界面不会卡住,这是因为主线程已经结束,计算任务交给子线程去做。

在仔细检查上面两个截图,可以看出异步的执行速度比同步执行速度要快。同步方法执行完将近16秒,异步方法执行完将近6秒。

在看下面的一个例子,修改异步的方法,也和同步方法一样执行循环,修改后的代码如下:

private void btnAsync_Click(object sender, EventArgs e)
{
      Console.WriteLine($"***************btnAsync_Click Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
      //Action<string> action = this.DoSomethingLong;
      //// 调用委托(同步调用)
      //action.Invoke("btnAsync_Click_1");
      //// 异步调用委托
      //action.BeginInvoke("btnAsync_Click_2",null,null);
      Action<string> action = this.DoSomethingLong;
      for (int i = 0; i < 5; i++)
      {
           //Thread.Sleep(5);
           string name = string.Format($"btnAsync_Click_{i}");
           action.BeginInvoke(name, null, null);
      }
      Console.WriteLine($"***************btnAsync_Click End    {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
}

结果如下:

从截图中能够看出:同步方法执行是有序的,异步方法执行是无序的。异步方法无序包括启动无序和结束无序。启动无序是因为同一时刻向操作系统申请线程,操作系统收到申请以后,返回执行的顺序是无序的,所以启动是无序的。结束无序是因为虽然线程执行的是同样的操作,但是每个线程的耗时是不同的,所以结束的时候不一定是先启动的线程就先结束。从上面同步方法中可以清晰的看出:btnSync_Click_0执行时间耗时不到3秒,而btnSync_Click_1执行时间耗时超过了3秒。可以想象体育比赛中的跑步,每位运动员听到发令枪起跑的顺序不同,每位运动员花费的时间不同,最终到达终点的顺序也不同。

总结一下同步方法和异步方法的区别:

1、同步方法由于主线程忙于计算,所以会卡住界面。

      异步方法由于主线程执行完了,其他计算任务交给子线程去执行,所以不会卡住界面,用户体验性好。

2、同步方法由于只有一个线程在计算,所以执行速度慢。

      异步方法由多个线程并发运算,所以执行速度快,但并不是线性增长的(资源可能不够)。多线程也不是越多越好,只有多个独立的任务同时运行,才能加快速度。

3、同步方法是有序的。

      异步多线程是无序的:启动无序,执行时间不确定,所以结束也是无序的。一定不要通过等待几毫秒的形式来控制线程启动/执行时间/结束。

回调

先来看看异步多线程无序的例子:

在界面上新增一个按钮,实现代码如下: 

private void btnAsyncAdvanced_Click(object sender, EventArgs e)
{
      Console.WriteLine($"****************btnAsyncAdvanced_Click Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");
      Action<string> action = this.DoSomethingLong;
      action.BeginInvoke("btnAsyncAdvanced_Click", null, null);
      // 需求:异步多线程执行完之后再打印出下面这句
      Console.WriteLine($"到这里计算已经完成了。{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}。");
      Console.WriteLine($"****************btnAsyncAdvanced_Click End {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");
}

运行结果:

从上面的截图中看出,最终的效果并不是我们想要的效果,而且打印输出的还是主线程。

既然异步多线程是无序的,那我们有没有什么办法可以解决无序的问题呢?办法当然是有的,那就是使用回调,.NET框架已经帮我们实现了回调:

BeginInvoke的第二个参数就是一个回调,那么AsyncCallback究竟是什么呢?F12查看AsyncCallback的定义:

发现AsyncCallback就是一个委托,参数类型是IAsyncResult,明白了AsyncCallback是什么以后,将上面的代码进行如下的改造: 

private void btnAsyncAdvanced_Click(object sender, EventArgs e)
{       
    Console.WriteLine($"****************btnAsyncAdvanced_Click Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");
    Action<string> action = this.DoSomethingLong;
    // 定义一个回调
    AsyncCallback callback = p => 
    {
       Console.WriteLine($"到这里计算已经完成了。{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}。");
    };
    // 回调作为参数
    action.BeginInvoke("btnAsyncAdvanced_Click", callback, null);          
    Console.WriteLine($"****************btnAsyncAdvanced_Click End {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");
 }

运行结果:

 

上面的截图中可以看出,这就是我们想要的效果,而且打印是子线程输出的,但是程序究竟是怎么实现的呢?我们可以进行如下的猜想:

程序执行到BeginInvoke的时候,会申请一个基于线程池的线程,这个线程会完成委托的执行(在这里就是执行DoSomethingLong()方法),在委托执行完以后,这个线程又会去执行callback回调的委托,执行callback委托需要一个IAsyncResult类型的参数,这个IAsyncResult类型的参数是如何来的呢?鼠标右键放到BeginInvoke上面,查看返回值:

发现BeginInvoke的返回值就是IAsyncResult类型的。那么这个返回值是不是就是callback委托的参数呢?将代码进行如下的修改:

private void btnAsyncAdvanced_Click(object sender, EventArgs e)
{
            // 需求:异步多线程执行完之后再打印出下面这句
            Console.WriteLine($"****************btnAsyncAdvanced_Click Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");
            Action<string> action = this.DoSomethingLong;
            // 无序的
            //action.BeginInvoke("btnAsyncAdvanced_Click", null, null);

            IAsyncResult asyncResult = null;
            // 定义一个回调
            AsyncCallback callback = p =>
            {
                // 比较两个变量是否是同一个
                Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(p,asyncResult));
                Console.WriteLine($"到这里计算已经完成了。{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}。");
            };
            // 回调作为参数
            asyncResult= action.BeginInvoke("btnAsyncAdvanced_Click", callback, null);           
            Console.WriteLine($"****************btnAsyncAdvanced_Click End {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");
}

运行结果:

这里可以看出BeginInvoke的返回值就是callback委托的参数。

现在我们可以使用回调解决异步多线程无序的问题了。

获取委托异步调用的返回值

使用EndInvoke可以获取委托异步调用的返回值,请看下面的例子:

private void btnAsyncReturnVlaue_Click(object sender, EventArgs e)
{
       // 定义一个无参数、int类型返回值的委托
       Func<int> func = () =>
       {
             Thread.Sleep(2000);
             return DateTime.Now.Day;
       };
       // 输出委托同步调用的返回值
       Console.WriteLine($"func.Invoke()={func.Invoke()}");
       // 委托的异步调用
       IAsyncResult asyncResult = func.BeginInvoke(p => 
       {
            Console.WriteLine(p.AsyncState);
       },"异步调用返回值");
       // 输出委托异步调用的返回值
       Console.WriteLine($"func.EndInvoke(asyncResult)={func.EndInvoke(asyncResult)}");
}

运行结果:

 

原文链接:https://www.cnblogs.com/dotnet261010/p/6159984.html

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転載: www.cnblogs.com/zhaoyl9/p/12191989.html