12篇學通C#網路程式設計——第一篇 基礎之程序執行緒
在C#的網路程式設計中，程序和執行緒是必備的基礎知識，同時也是一個重點，所以我們要好好的掌握一下。
一：概念
首先我們要知道什麼是”程序”，什麼是“執行緒”，好，查一下baike。
程序：是一個具有一定獨立功能的程式關於某個資料集合的一次活動。它是作業系統動態執行的基本單元，
在傳統的作業系統中，程序既是基本的分配單元，也是基本的執行單元。一個程式可以有多個程序的哦
執行緒：是"程序"中某個單一順序的控制流。
關於這兩個概念，大家稍微有個印象就行了，防止以後被面試官問到。
二：程序
framework裡面對“程序”的基本操作的封裝還是蠻好的，能夠滿足我們實際開發中的基本應用。
<1> 獲取程序資訊
framework中給我們獲取程序的方式還是蠻多的，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端的程序資訊。
public Process[] GetProcess(string ip = "")
{
if (string.IsNullOrEmpty(ip))
return Process.GetProcesses();
return Process.GetProcesses(ip);
}Process process = Process.GetProcessById(Convert.ToInt32(processID));
<2> 啟動和停止程序
其實這個也沒啥好說的，不過有一個注意點就是Process中的"kill"和"CloseMainWindow"的區別。
windowMainWindow: 當我們開啟的Process是一個有介面的應用程式時，推薦使用此方法，它相當於點選了應用程式的關閉按鈕，是一個有序的終止應用程式的操作，而不像kill那麼暴力。
kill：根據這個單詞估計大家都知道啥意思吧，它的作用就是強制關閉我們開啟的Process，往往會造成就是我們資料的丟失，所以說在萬不得已的情況下不要使用kill，當然在無圖形介面的應用程式中，kill是唯一能夠結束Process的一個策略。
<3> 程序操作的一個演示
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請輸入您要檢視的程序：");
helper.ShowProcessSingle(Console.ReadLine());
Console.Write("\n請輸入您要開啟的程式：\t");
var name = helper.StartProcess(Console.ReadLine());
Console.WriteLine("程式已經開啟，是否關閉？(0,1)");
if (Console.ReadLine() == "1")
{
helper.StopProcess(name);
Console.WriteLine("關閉成功。");
}
}
#region 獲取程序
/// <summary>
/// 獲取程序
/// </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 檢視程序
/// <summary>
/// 檢視程序
/// </summary>
/// <param name="process"></param>
public void ShowProcess(Process[] process)
{
Console.WriteLine("程序ID\t程序名稱\t實體記憶體\t\t啟動時間\t檔名");
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ID檢視指定的程序
/// <summary>
/// 根據ID檢視指定的程序
/// </summary>
/// <param name="processID"></param>
public void ShowProcessSingle(string processID)
{
Process process = Process.GetProcessById(Convert.ToInt32(processID));
Console.WriteLine("\n\n您要檢視的程序詳細資訊如下：\n");
try
{
var module = process.MainModule;
Console.WriteLine("檔名:{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 程序開啟
/// <summary>
/// 程序開啟
/// </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 終止程序
/// <summary>
/// 終止程序
/// </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，Process還是蠻好玩的。
這裡要注意一點：
我們在59行中加上了Try Catch，這是因為每個Process都有一個MainModule屬性，但並不是每一個MainModule都能被C#獲取，
如會出現如下的“拒絕訪問”。
三： 執行緒
同樣執行緒的相關操作也已經被framework裡面的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> 啟動執行緒。
<2> 終止執行緒。
<3> 暫停執行緒。
<4> 合併執行緒。
這個要解釋一下，比如：t1執行緒在執行過程中需要等待t2執行完才能繼續執行，此時我們就要將t2合併到t1中去，也就是在 t1的程式碼塊中寫上t2.Join（）即可。同樣Join中也可以加上等待t2執行的時間，不管t2是否執行完畢。
<5> 執行緒同步
估計大家也知道，多執行緒解決了系統的吞吐量和響應時間，同時也給我們留下了比如死鎖，資源爭用等問題，那麼我們如何解決這些問題呢？呵呵，Anders Hejlsberg 這位老前輩已經給我們提供了很多的實現同步執行緒的類，比如Mutex，Monitor， Interlocked和AutoResetEvent，當然在實際應用中，我們還是喜歡使用簡化版的lock，因為這玩意能夠使程式設計簡化，同時使程式看起來簡潔明瞭。
<6> 同樣我也舉個例子
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 = "執行緒" + 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，已經取完了");
return;
}
if (balance >= amount)
{
Console.WriteLine("取款前餘額:{0},取款：{1},還剩餘額:{2}", balance, amount, balance - amount);
balance = balance - amount;
}
else
{
Console.WriteLine("取款前餘額:{0},取款：{1},還剩餘額:{2}", balance, balance, balance = 0);
}
}
}
#endregion
#region 自動取款操作
/// <summary>
/// 自動取款操作
/// </summary>
public void DoTransactions(object obj)
{
int random = new Random().Next(4, 10);
Thread.Sleep(5000);
WithDraw(random);
}
#endregion
}
當我們加上lock的時候一切正常，但是當我們把lock去掉的時候，看看執行緒們會有“爭用資源”的現象嗎？，在下圖中可以看到，出現瞭如下的現象，當然這不是我想看到的結果，如果在實際應用中會是多麼難找的bug。
<8> 執行緒池
上面的例子中，我建立了20個執行緒來完成任務，比如在某些實際應用中，Client端的每個請求Server都需要建立一個執行緒來處理， 那麼當執行緒很多的時候並不是一件好事情，這會導致過度的使用系統資源而耗盡記憶體，那麼自然就會引入“執行緒池”。
執行緒池：是一個在後臺執行多個任務的集合，他封裝了我們對執行緒的基本操作，我們能做的就只要把“入口方法”丟給執行緒池就行了。
特點： 執行緒池有最大執行緒數限制，大小在不同的機器上是否區別的，當池中的執行緒都是繁忙狀態，後入的方法就會排隊，直至池中有空閒的執行緒來處理。程式碼： 修改後如下
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 = "執行緒" + i;
//}
//foreach (var single in thread)
//{
// single.Start();
//}
}