多线程编程学习笔记——线程池（三）

接上文 多线程编程学习笔记——线程池（一）

接上文 多线程编程学习笔记——线程池（二）

五、     在线程池中使用等待事件处理器与超时

     本示例主要学习如果对线程池中的操作实现超时，并在线程池中正确等待。

     线程池还有一个ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject，这个方法允许我们将回调函数放入线程池中的队列中。当提供的等待事件处理器接收到信号或发生超时时，这个回调函数将被调用，这样就实现了为线程池中操作实现超时操作。

1.代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
namespace ThreadTPLDemo
{

    class Program
    {   

        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("开始测试线程池中定时运行操作。。。");
            TimesOperation(TimeSpan.FromSeconds(5));//提供了5秒的操作时间，会超时
            TimesOperation(TimeSpan.FromSeconds(9));//提供了9秒的操作时间，正常工作
            Console.WriteLine("。。。。。。。。。。。。。。。。");
            Console.Read();
        }

        private static void  TimesOperation(TimeSpan  workTimes)
        {
            using (var manuEvt=new ManualResetEvent(false))
            {
                using (var cts=new CancellationTokenSource())
                {
                    Console.WriteLine("开始--线程池中的定时操作。。。");
                    var work = ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject
                        (manuEvt, (state, isTimeOut) => AsyncOperWait(cts, isTimeOut), null, workTimes, true);
                    Console.WriteLine("一个长时间运行的线程操作。。。");

                    ThreadPool.QueueUserWorkItem(_ => AsyncOper(cts.Token, manuEvt));
                    Console.WriteLine("。。。间隔2秒再次运行。。。");                    Thread.Sleep(workTimes.Add(TimeSpan.FromSeconds(2)));
                    work.Unregister(manuEvt);
                }
            } 
        }
        private static void AsyncOper(CancellationToken token,ManualResetEvent mrevt)
        {
            Console.WriteLine("开始--线程池中的第一个工作线程。。。");
            for (int i = 0; i < 7; i++)
            {
                if (token.IsCancellationRequested)//判断是否已经取消操作
                {
                    Console.WriteLine("使用轮询方法取消工作线程  ID：{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                    return;
                }
                Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));
            }

            mrevt.Set();
            Console.WriteLine("-------线程池中的第一个工作线程 发出信号----------");
        }
        private static void AsyncOperWait(CancellationTokenSource cts, bool isTimeOut)
        {
            Console.WriteLine("开始--线程池中的第二个工作线程。。。");

            if (isTimeOut)//判断是否已经取消操作
            {
                cts.Cancel();
                Console.WriteLine("工作线程已经超时，并取消。  ID：{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            }
            else
            {

                Console.WriteLine("-------线程池中的第二个工作线程 工作完成----------");
            }                


        }
    }
}

 

 2.程序结果如下。

       程序启动之后按顺序放入了一些长时间运行的操作，这个操作运行6秒，如果运行成功，则会设置一个ManualResetEvent信号。如果取消了这个操作，则这个操作会被丢弃。

       我们还注册了第二个异步操作，当从ManualResetEvent对象中接受了一个信号之后，这个异步操作会被调用。如果第一个操作顺利执行，则会设置信号。如果第一个操作执行超时，则会通过CancellationToken来取消第一个操作。

 注：当线程池中大量的操作被阻塞时，上面的方法就非常有用了。

 

六、     使用计时器

     使用Threading.Timer对象实现线程池中的周期性调用的异步操作。

 1.代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading; 

namespace ThreadPoolDemo
{  

    class Program
    {
        static Timer timer;  

        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("开始测试线程池中通过计时器运行操作，输入A停止计时器。。。");
            DateTime startTime = DateTime.Now;
            timer = new Timer(_=>TimesOperation(startTime),null,TimeSpan.FromSeconds(1),TimeSpan.FromSeconds(2));
            Thread.Sleep(6000);
            timer.Change(TimeSpan.FromSeconds(2), TimeSpan.FromSeconds(4)); 

            Console.WriteLine("。。。。。。。。。。。。。。。。");
            ConsoleKeyInfo key = Console.ReadKey();
            if (key.Key==ConsoleKey.A)
            {
                timer.Dispose();
            }
            Console.Read();
        }

        private static void TimesOperation(DateTime startTime)
        {
            TimeSpan time = DateTime.Now - startTime;
            Console.WriteLine("线程 {0} 从 {1} 开始 运行了 {2} 秒",
            Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, startTime.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"), time.Seconds); 

        }
    }
}

 

2.程序运行结果如下。

 

        程序启动时，首先创建了一个timer，第一个参数是lambla表达式，将会在线程池中执行，第二个参数是null。然后调用TimerOperation方法，并给一个初始时间，并指定什么时候会第一次运行TimerOperation，以及之后的再次调用间隔时间。

七、     使用BackgroundWorker组件

       本示例使用BackgroundWorker组件实现异步操作。

       程序启动时创建了一个BackgroundWorker对象实例，显示的指示这个后台工作线程支持取消操作及操作进度通知。

 1.代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
namespace ThreadTPLDemo
{ 

    class Program
    {
        static Timer timer;   

        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("开始测试 BackgroundWorker。。。");
            BackgroundWorker bgwork = new BackgroundWorker();
            bgwork.WorkerReportsProgress = true;
            bgwork.WorkerSupportsCancellation = true; 

            bgwork.DoWork += worker_dowork;
            bgwork.ProgressChanged += worker_ProgressChanged;
            bgwork.RunWorkerCompleted += worker_Completed; 

            bgwork.RunWorkerAsync();//开始后台运行        

            Console.WriteLine("。。。。。输入C取消BackgroundWorker后台组件。。。。。。。。。。。");
            do
            {
                ConsoleKeyInfo key = Console.ReadKey();
                if (key.KeyChar.ToString().ToUpper() == "C")
                {
                    bgwork.CancelAsync();
                }
            } while (bgwork.IsBusy);       

            Console.Read(); 

        }
        static void worker_dowork(object sender,DoWorkEventArgs e)
        {           
            Console.WriteLine("线程 {0}  开始 运行",
            Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            int result = 0;
            var bgwork = (BackgroundWorker)sender;
            for (int i = 0; i < 100; i++)
            {
                if (bgwork.CancellationPending)//已经取消后台操作
                {
                    e.Cancel = true;
                    return;
                }

                if (i%10==0)
                {
                    bgwork.ReportProgress(i);//显示进度
                }
                Thread.Sleep(200);
                result += i;
            }

            e.Result = result;
        }
        static void worker_ProgressChanged(object sender,ProgressChangedEventArgs e)
        {
            Console.WriteLine("线程 {0}   已经完成工作量的 {1} %",          Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,e.ProgressPercentage);
        }

        static void worker_Completed(object sender,RunWorkerCompletedEventArgs e)
        {
            Console.WriteLine("线程 {0} 已经执行结束！",
        Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            if (e.Error!=null)
            {
                Console.WriteLine("线程 {0} 发生错误，错误信息：{1}",
     Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,e.Error.Message);
            }
            else if (e.Cancelled)
            {
                Console.WriteLine("线程 {0} 已经取消",
   Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("线程 {0} 执行成功，结果是：{1}",
   Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, e.Result);
            }
        }
    }
}

2.程序正常执行结束，如下图。

 

3.  程序执行的中途，人工干预，取消。如下图。请看下图中黄框的位置，我输入了字母C，则线程被取消。

 

 在程序中我们定义了三个事件。

1. DoWork事件，当一个后台工作对象通过RunWorkerAsync启动一个异步操作时，将调用这个事件处理器。这个事件处理器会运行在线程池中，当运行结束，将运行结果做为参数传递给RunWorkerCompleted事件，同时触发此事件。
2. ProgressChanged事件，通过接收BackgroundWorker的ReportProgress方法传递过来的参数，显示线程执行的进度。
3. RunWorkerCompleted事件，在此事件中可以知道操作是成功完成，还是发生了错误，或是被取消。