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C#網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ)之進(jìn)程和線程詳解

 更新時(shí)間:2014年08月15日 10:45:30   投稿:junjie  
這篇文章主要介紹了C#網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ)之進(jìn)程和線程詳解,本文對進(jìn)程、線程、線程池知識(shí)做了淺顯易懂的講解,并配有代碼實(shí)例,需要的朋友可以參考下

在C#的網(wǎng)絡(luò)編程中,進(jìn)程和線程是必備的基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)也是一個(gè)重點(diǎn),所以我們要好好的掌握一下。

一:概念

首先我們要知道什么是”進(jìn)程”,什么是“線程”,好,查一下baike。

進(jìn)程:是一個(gè)具有一定獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次活動(dòng)。它是操作系統(tǒng)動(dòng)態(tài)執(zhí)行的基本單元,

在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中,進(jìn)程既是基本的分配單元,也是基本的執(zhí)行單元。

線程:是"進(jìn)程"中某個(gè)單一順序的控制流。

關(guān)于這兩個(gè)概念,大家稍微有個(gè)印象就行了,防止以后被面試官問到。

二:進(jìn)程

framework里面對“進(jìn)程”的基本操作的封裝還是蠻好的,能夠滿足我們實(shí)際開發(fā)中的基本應(yīng)用。

<1> 獲取進(jìn)程信息

framework中給我們獲取進(jìn)程的方式還是蠻多的,即可以按照Name獲取,也可以按照ID獲取,也可以獲取本地和遠(yuǎn)程的進(jìn)程信息。

復(fù)制代碼 代碼如下:

public Process[] GetProcess(string ip = "")
        {
            if (string.IsNullOrEmpty(ip))
                return Process.GetProcesses();

            return Process.GetProcesses(ip);
        }

Process process = Process.GetProcessById(Convert.ToInt32(processID));

<2> 啟動(dòng)和停止進(jìn)程

其實(shí)這個(gè)也沒啥好說的,不過有一個(gè)注意點(diǎn)就是Process中的"kill"和"CloseMainWindow"的區(qū)別。

windowMainWindow:  當(dāng)我們打開的Process是一個(gè)有界面的應(yīng)用程序時(shí),推薦使用此方法,它相當(dāng)于點(diǎn)擊了應(yīng)用程序的關(guān)閉按鈕,是一個(gè)有序的終止應(yīng)用程序的操作,而不像kill那么暴力。  

kill:根據(jù)這個(gè)單詞估計(jì)大家都知道啥意思吧,它的作用就是強(qiáng)制關(guān)閉我們打開的Process,往往會(huì)造成就是我們數(shù)據(jù)的丟失,所以說在萬不得已的情況下不要使用kill,當(dāng)然在無圖形界面的應(yīng)用程序中,kill是唯一能夠結(jié)束Process的一個(gè)策略。

<3> 進(jìn)程操作的一個(gè)演示:

public class ProgessHelper
 {
  //主操作流程
  public static void MainProcess()
  {
   ProgessHelper helper = new ProgessHelper();

   var result = helper.GetProcess();

   helper.ShowProcess(result.Take(10).ToArray());

   Console.Write("\n請輸入您要查看的進(jìn)程:");

   helper.ShowProcessSingle(Console.ReadLine());

   Console.Write("\n請輸入您要開啟的程序:\t");

   var name = helper.StartProcess(Console.ReadLine());


   Console.WriteLine("程序已經(jīng)開啟,是否關(guān)閉?(0,1)");

   if (Console.ReadLine() == "1")
   {
    helper.StopProcess(name);

    Console.WriteLine("關(guān)閉成功。");
   }
  }

  #region 獲取進(jìn)程
  /// <summary>
/// 獲取進(jìn)程
/// </summary>
/// <param name="ip"></param>
/// <returns></returns>
  public Process[] GetProcess(string ip = "")
  {
   if (string.IsNullOrEmpty(ip))
    return Process.GetProcesses();

   return Process.GetProcesses(ip);
  }
  #endregion

  #region 查看進(jìn)程
  /// <summary>
/// 查看進(jìn)程
/// </summary>
/// <param name="process"></param>
  public void ShowProcess(Process[] process)
  {
   Console.WriteLine("進(jìn)程ID\t進(jìn)程名稱\t物理內(nèi)存\t\t啟動(dòng)時(shí)間\t文件名");

   foreach (var p in process)
   {
    try
    {
     Console.WriteLine("{0}\t{1}\t{2}M\t\t{3}\t{4}", p.Id, p.ProcessName.Trim(), p.WorkingSet64 / 1024.0f / 1024.0f,
                   p.StartTime, p.MainModule.FileName);
    }
    catch (Exception ex)
    {
     Console.WriteLine(ex.Message);
    }
   }
  }
  #endregion

  #region 根據(jù)ID查看指定的進(jìn)程
  /// <summary>
/// 根據(jù)ID查看指定的進(jìn)程
/// </summary>
/// <param name="processID"></param>
  public void ShowProcessSingle(string processID)
  {
   Process process = Process.GetProcessById(Convert.ToInt32(processID));

   Console.WriteLine("\n\n您要查看的進(jìn)程詳細(xì)信息如下:\n");

   try
   {
    var module = process.MainModule;

    Console.WriteLine("文件名:{0}\n版本{1}\n描敘{2}\n語言:{3}", module.FileName, module.FileVersionInfo.FileVersion,
                   module.FileVersionInfo.FileDescription,
                   module.FileVersionInfo.Language);
   }
   catch (Exception e)
   {
    Console.WriteLine(e.Message);
   }
  }
  #endregion

  #region 進(jìn)程開啟
  /// <summary>
/// 進(jìn)程開啟
/// </summary>
/// <param name="fileName"></param>
/// <returns></returns>
  public string StartProcess(string fileName)
  {
   Process process = new Process();

   process.StartInfo = new ProcessStartInfo(fileName);

   process.Start();

   return process.ProcessName;
  }
  #endregion

  #region 終止進(jìn)程
  /// <summary>
/// 終止進(jìn)程
/// </summary>
/// <param name="name"></param>
  public void StopProcess(string name)
  {
   var process = Process.GetProcessesByName(name).FirstOrDefault();

   try
   {
    process.CloseMainWindow();
   }
   catch (Exception ex)
   {
    Console.WriteLine(ex.Message);
   }
  }
  #endregion
 }

快看,PPTV真的被我打開了,嗯,8錯(cuò),Process還是蠻好玩的。

這里要注意一點(diǎn):

我們在59行中加上了Try Catch,這是因?yàn)槊總€(gè)Process都有一個(gè)MainModule屬性,但并不是每一個(gè)MainModule都能被C#獲取,

如會(huì)出現(xiàn)如下的“拒絕訪問”。

三: 線程

同樣線程的相關(guān)操作也已經(jīng)被framework里面的Thread完美的封裝,大大簡化了我們的工作量,常用的操作如下

<1> 啟動(dòng)線程。
<2> 終止線程。
<3> 暫停線程。
<4> 合并線程。

這個(gè)要解釋一下,比如:t1線程在執(zhí)行過程中需要等待t2執(zhí)行完才能繼續(xù)執(zhí)行,此時(shí)我們就要將t2合并到t1中去,也就是在t1的代碼塊中寫上t2.Join()即可。同樣Join中也可以加上等待t2執(zhí)行的時(shí)間,不管t2是否執(zhí)行完畢。

<5> 線程同步

估計(jì)大家也知道,多線程解決了系統(tǒng)的吞吐量和響應(yīng)時(shí)間,同時(shí)也給我們留下了比如死鎖,資源爭用等問題,那么我們?nèi)绾?/p>

解決這些問題呢?呵呵,Anders Hejlsberg 這位老前輩已經(jīng)給我們提供了很多的實(shí)現(xiàn)同步線程的類,比如Mutex,Monitor,

Interlocked和AutoResetEvent,當(dāng)然在實(shí)際應(yīng)用中,我們還是喜歡使用簡化版的lock,因?yàn)檫@玩意能夠使編程簡化,同時(shí)使

程序看起來簡潔明了。

<6>  同樣我也舉個(gè)例子

public class ThreadHelper
 {
  public static void MainThread()
  {

   ThreadHelper helper = new ThreadHelper(100);

   Thread[] thread = new Thread[20];

   for (int i = 0; i < 20; i++)
   {
    thread[i] = new Thread(helper.DoTransactions);

    thread[i].Name = "線程" + i;

   }

   foreach (var single in thread)
   {
    single.Start();
   }
  }

  int balance;

  object obj = new object();

  public ThreadHelper(int balance)
  {
   this.balance = balance;
  }

  #region 取款操作
  /// <summary>
/// 取款操作
/// </summary>
/// <param name="amount"></param>
  public void WithDraw(int amount)
  {
   lock (obj)
   {
    if (balance <= 0)
    {
     Console.WriteLine("哈哈,已經(jīng)取完了");
     return;
    }

    if (balance >= amount)
    {
     Console.WriteLine("取款前余額:{0},取款:{1},還剩余額:{2}", balance, amount, balance - amount);
     balance = balance - amount;
    }
    else
    {
     Console.WriteLine("取款前余額:{0},取款:{1},還剩余額:{2}", balance, balance, balance = 0);
    }
   }
  }
  #endregion

  #region 自動(dòng)取款操作
  /// <summary>
/// 自動(dòng)取款操作
/// </summary>
  public void DoTransactions(object obj)
  {
   int random = new Random().Next(4, 10);

   Thread.Sleep(5000);

   WithDraw(random);
  }
  #endregion
 }

當(dāng)我們加上lock的時(shí)候一切正常,但是當(dāng)我們把lock去掉的時(shí)候,看看線程們會(huì)有“爭用資源”的現(xiàn)象嗎?,在下圖中可以看到,出現(xiàn)了如下的現(xiàn)象,

當(dāng)然這不是我想看到的結(jié)果,如果在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)是多么難找的bug。

<8> 線程池

上面的例子中,我創(chuàng)建了20個(gè)線程來完成任務(wù),比如在某些實(shí)際應(yīng)用中,Client端的每個(gè)請求Server都需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)線程來處理,

那么當(dāng)線程很多的時(shí)候并不是一件好事情,這會(huì)導(dǎo)致過度的使用系統(tǒng)資源而耗盡內(nèi)存,那么自然就會(huì)引入“線程池”。

線程池:是一個(gè)在后臺(tái)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)的集合,他封裝了我們對線程的基本操作,我們能做的就只要把“入口方法”丟給線程池就行了。

特點(diǎn):  線程池有最大線程數(shù)限制,大小在不同的機(jī)器上是否區(qū)別的,當(dāng)池中的線程都是繁忙狀態(tài),后入的方法就會(huì)排隊(duì),直至池中有空閑的線程來處理。

代碼: 修改后如下:

public static void MainThread()
  {

   ThreadHelper helper = new ThreadHelper(100);

   for (int i = 0; i < 20; i++)
   {
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(helper.DoTransactions));
   }

   //Thread[] thread = new Thread[20];

//for (int i = 0; i < 20; i++)
//{
// thread[i] = new Thread(helper.DoTransactions);

// thread[i].Name = "線程" + i;

//}

//foreach (var single in thread)
//{
// single.Start();
//}
  }

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