四、線程池和定時器——多線程的自動管理
在多線程的程序中，經常會出現兩種情況。一種情況下，應用程序中的線程把大部分的時間花費在等待狀態，等待某個事件發生，然後才能給予響應；而另外一種情況則是線程平常都處於休眠狀態，只是周期性地被喚醒。在.Net framework裡邊，我們使用ThreadPool來對付第一種情況，使用Timer來對付第二種情況。
ThreadPool類提供一個由系統維護的線程池——可以看作一個線程的容器，該容器需要Windows 2000以上版本的系統支持，因為其中某些方法調用了只有高版本的Windows才有的API函數。你可以使用ThreadPool.QueueUserWorkItem()方法將線程安放在線程池裡，該方法的原型如下：
//將一個線程放進線程池，該線程的Start()方法將調用WaitCallback代理對象代表的函數
public static bool QueueUserWorkItem(WaitCallback);
//重載的方法如下，參數object將傳遞給WaitCallback所代表的方法
public static bool QueueUserWorkItem(WaitCallback, object);
要注意的是，ThreadPool類也是一個靜態類，你不能也不必要生成它的對象，而且一旦使用該方法在線程池中添加了一個項目，那麼該項目將是沒有辦法取消的。在這裡你無需自己建立線程，只需把你要做的工作寫成函數，然後作為參數傳遞給ThreadPool.QueueUserWorkItem()方法就行了，傳遞的方法就是依靠WaitCallback代理對象，而線程的建立、管理、運行等等工作都是由系統自動完成的，你無須考慮那些復雜的細節問題，線程池的優點也就在這裡體現出來了，就好像你是公司老板——只需要安排工作，而不必親自動手。
下面的例程演示了ThreadPool的用法。首先程序創建了一個ManualResetEvent對象，該對象就像一個信號燈，可以利用它的信號來通知其它線程，本例中當線程池中所有線程工作都完成以後，ManualResetEvent的對象將被設置為有信號，從而通知主線程繼續運行。它有幾個重要的方法：Reset()，Set()，WaitOne()。初始化該對象時，用戶可以指定其默認的狀態（有信號/無信號），在初始化以後，該對象將保持原來的狀態不變直到它的Reset()或者Set()方法被調用，Reset()方法將其設置為無信號狀態，Set()方法將其設置為有信號狀態。WaitOne()方法使當前線程掛起直到ManualResetEvent對象處於有信號狀態，此時該線程將被激活。然後，程序將向線程池中添加工作項，這些以函數形式提供的工作項被系統用來初始化自動建立的線程。當所有的線程都運行完了以後，ManualResetEvent.Set()方法被調用，因為調用了ManualResetEvent.WaitOne()方法而處在等待狀態的主線程將接收到這個信號，於是它接著往下執行，完成後邊的工作。
using System;
using System.Collections;
using System.Threading;
//這是用來保存信息的數據結構，將作為參數被傳遞
public class SomeState
{
public int CookIE;
public SomeState(int iCookIE)
{
Cookie = iCookIE;
}
}
public class Alpha
{
public Hashtable HashCount;
public ManualResetEvent eventX;
public static int iCount = 0;
public static int iMaxCount = 0;
public Alpha(int MaxCount)
{
HashCount = new Hashtable(MaxCount);
iMaxCount = MaxCount;
}
file://線程池裡的線程將調用Beta()方法
public void Beta(Object state)
{
//輸出當前線程的hash編碼值和CookIE的值
Console.WriteLine(" {0} {1} :", Thread.CurrentThread.GetHashCode(),
((SomeState)state).CookIE);
Console.WriteLine("HashCount.Count=={0}, Thread.CurrentThread.GetHashCode()=={1}", HashCount.Count, Thread.CurrentThread.GetHashCode());
lock (HashCount)
{
file://如果當前的Hash表中沒有當前線程的Hash值，則添加之
if (!HashCount.ContainsKey(Thread.CurrentThread.GetHashCode()))
HashCount.Add (Thread.CurrentThread.GetHashCode(), 0);
HashCount[Thread.CurrentThread.GetHashCode()] =
((int)HashCount[Thread.CurrentThread.GetHashCode()])+1;
}
int iX = 2000;
Thread.Sleep(iX);
//Interlocked.Increment()操作是一個原子操作，具體請看下面說明
Interlocked.Increment(ref iCount);
if (iCount == iMaxCount)
{
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("Setting eventX ");
eventX.Set();
}
}
}
public class SimplePool
{
public static int Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("Thread Pool Sample:");
bool W2K = false;
int MaxCount = 10;//允許線程池中運行最多10個線程
//新建ManualResetEvent對象並且初始化為無信號狀態
ManualResetEvent eventX = new ManualResetEvent(false);
Console.WriteLine("Queuing {0} items to Thread Pool", MaxCount);
Alpha oAlpha = new Alpha(MaxCount); file://創建工作項
//注意初始化oAlpha對象的eventX屬性
oAlpha.eventX = eventX;
Console.WriteLine("Queue to Thread Pool 0");
try
{
file://將工作項裝入線程池
file://這裡要用到Windows 2000以上版本才有的API，所以可能出現NotSupportException異常
ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(oAlpha.Beta),
new SomeState(0));
W2K = true;
}
catch (NotSupportedException)
{
Console.WriteLine("These API's may fail when called on a non-Windows 2000 system.");
W2K = false;
}
if (W2K)//如果當前系統支持ThreadPool的方法.
{
for (int iItem=1;iItem < MaxCount;iItem++)
{
//插入隊列元素
Console.WriteLine("Queue to Thread Pool {0}", iItem);
ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(oAlpha.Beta),new SomeState(iItem));
}
Console.WriteLine("Waiting for Thread Pool to drain");
file://等待事件的完成，即線程調用ManualResetEvent.Set()方法
eventX.WaitOne(Timeout.Infinite,true);
file://WaitOne()方法使調用它的線程等待直到eventX.Set()方法被調用
Console.WriteLine("Thread Pool has been drained (Event fired)");
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("Load across threads");
foreach(object o in oAlpha.HashCount.Keys)
Console.WriteLine("{0} {1}", o, oAlpha.HashCount[o]);
}
Console.ReadLine();
return 0;
}
}
