使用线程

Greg Ewing
Clarity Consulting Inc.

2002 年 3 月

摘要：本文论述了各种模式的线程（单线程、单元线程和自由线程）以及每种模式的使用方法。同时，还提供了一个使用线程的 C# 语言代码示例，以帮助您编写使用线程的应用程序。本文还讨论了多线程代码中的一些重要问题。

下载（英文）示例文件。（请注意，在示例文件中，程序员的注释使用的是英文，本文中将其译为中文是为了便于读者进行理解。）
目录
简介
线程背景
示例应用程序
多线程代码问题
总结

简介
编写多线程 Microsoft® 消息队列 (MSMQ) 触发器应用程序向来是一件让人畏惧的事情。不过，.NET 框架线程和消息类的出现使这项工作变得比以前容易了。这些类允许您使用任何适用于 .NET 框架的语言来编写多线程应用程序。以前，像 Microsoft Visual Basic® 之类的工具对线程的支持十分有限。因此不得不使用 C++ 来编写多线程代码，通过 Visual Basic 构建由多个过程或 ActiveX DLL 组成的解决方案（这种解决方案一点也不理想），或者干脆完全放弃多线程。使用 .NET 框架，您可以构建各种多线程应用程序，而不用考虑选择使用哪种语言。

本文将逐步介绍构建侦听并处理来自 Microsoft 消息队列的多线程应用程序的过程。本文将着重讨论两个名称空间 System.Threading 和 System.Messaging。示例代码是用 C# 语言编写的，但您可以轻松地将其转换为您所使用的语言。

线程背景
在 Win32 环境中，线程有三种基本模式：单线程、单元线程和自由线程。

单线程
您最初编写的某些应用程序很可能是单线程应用程序，仅包含与应用程序进程对应的线程。进程可以被定义为应用程序的实例，拥有该应用程序的内存空间。大多数 Windows 应用程序都是单线程的，即用一个线程完成所有工作。

单元线程
单元线程是一种稍微复杂的线程模式。标记用于单元线程的代码可以在其自己的线程中执行，并限制在自己的单元中。线程可以被定义为进程所拥有的实体。处理时将调度该进程。在单元线程模式中，所有线程都在主应用程序内存中各自的子段范围内运行。此模式允许多个代码实例同时但独立地运行。例如，在 .NET 之前，Visual Basic 仅限于创建单元线程组件和应用程序。

自由线程
自由线程是最复杂的线程模式。在自由线程模式中，多个线程可以同时调用相同的方法和组件。与单元线程不同，自由线程不会被限制在独立的内存空间。当应用程序必须进行大量相似而又独立的数学计算时，您可能需要使用自由线程。在这种情况下，您需要生成多个线程使用相同的代码示例来执行计算。可能 C++ 开发人员是仅有的编写过自由线程应用程序的应用程序开发人员，因为像 Visual Basic 6.0 这样的语言几乎不可能编写自由线程应用程序。

使用线程模式
为了使您对线程模式有一定的概念，我们可以将其想象为从一所屋子搬到另一所屋子。如果您采用单线程方法，则需要您自己完成从打包到扛箱子再到拆包的所有工作。如果您使用单元线程模式，则表示您邀请了好朋友来帮忙。每个朋友在一个单独的房间里工作，并且不能帮助在其他房间工作的人。他们各自负责自己的空间和空间内的物品搬运。如果您采用自由线程方法，您仍然邀请相同的朋友来帮忙，但是所有朋友可以随时在任何一个房间工作，共同打包物品。与此类似，您的房子就是运行所有线程的进程，每个朋友都是一个代码实例，搬运的物品为应用程序的资源和变量。

本示例解释了不同线程模式的优点和缺点。单元线程比单线程要快，因为有多个组件实例在工作。在某些情况下，自由线程比单元线程更快更有效，这是因为所有事情同时发生，并且可以共享所有资源。但是，当多线程更改共享资源时，这可能会出现问题。假设一个人开始使用箱子打包厨房用具，此时另一个朋友进来了，要使用同一个箱子打包浴室的东西。第一个朋友在箱子上贴上了“厨房用具”，另一个朋友用“洗漱用品”标签覆盖了原标签。结果，当您拆包时，就会发生将厨房用品搬到浴室的情况。

示例应用程序
第一步是要检查示例应用程序的设计。应用程序将生成多个线程，每个线程都侦听来自 MSMQ 队列的消息。本示例使用两个类，主 Form 类和自定义 MQListen 类。Form 类将处理用户界面并创建，管理和破坏辅助线程。MQListen 类包含所有代码，包括辅助线程运行所需的消息队列因素。

准备应用程序
要启动应用程序，请打开 Visual Studio .NET 并创建一个名为 MultiThreadedMQListener 的新 C# Windows 应用程序。打开窗体的属性，将其命名为 QueueListenerForm。画出初始窗体后，将两个标签、两个按钮、一个状态栏和两个文本框拖放到窗体上。将第一个文本框命名为 Server，第二个文本框命名为 Queue。将第一个按钮命名为 StartListening，第二个按钮命名为 StopListening。可以保留状态栏的默认名称 statusBar1。
下一步，单击 Project（项目）菜单并单击 Add Reference（添加引用），以向 System.Messaging 名称空间添加一个引用。在 .NET 组件列表中找到并选择 System.Messaging.Dll。名称空间包含与 MSMQ 队列通信所使用的类。
下一步，单击 File（文件）菜单，然后单击 Add New Item（添加新项），以在项目中添加一个新类。选择 Class（类）模板并将其命名为 MQListen。在类的顶部添加下列 using 语句：
// C#
using System.Threading;
using System.Messaging;
System.Threading 名称空间允许您访问所有必要的线程功能，在本例中，您可以访问 Thread 类和 ThreadInterruptException 构造函数。该名称空间还包括许多其他高级功能，本文不作详细讨论。System.Messaging 名称空间允许您访问 MSMQ 功能，包括向队列发送消息和接收队列消息。在本例中，您将使用 MessageQueue 类来接收消息。还必须在主窗体代码中添加 using System.Threading。

所有引用就位后，您就可以开始编写代码了。

辅助线程
首先需要构建封装所有线程工作的 MQListen 类。将下列代码插入 MQListen 中。

// C#
public class MQListen
{
   private string m_MachineName;
   private string m_QueueName;

   // 构造函数接收必要的队列信息。
   public MQListen(string MachineName, string QueueName)
   {
      m_MachineName = MachineName;
      m_QueueName = QueueName;
   }

   // 每个线程用来侦听 MQ 消息的一种唯一方法
   public void Listen()
   {
      // 创建一个 MessageQueue 对象。
      System.Messaging.MessageQueue MQ = new
System.Messaging.MessageQueue();

      // 设置 MessageQueue 对象的路径属性。
      MQ.Path = m_MachineName + "\private$\" + m_QueueName;

      // 创建一个 Message 对象。
System.Messaging.Message Message = new
System.Messaging.Message();
      // 重复上述步骤，直到收到中断。
      while (true)
      {
         try
         {
// 休眠以在中断发出时捕捉中断。
System.Threading.Thread.Sleep(100);
// 将 Message 对象设置为与接收函数的结果相等。
// 持续时间（天、小时、分钟、秒）。
                        Message = MQ.Receive(new TimeSpan(0, 0, 0, 1));

            // 显示已接收消息的标签
System.Windows.Forms.MessageBox.Show(" Label: " + Message.Label);

         }
         catch (ThreadInterruptedException e)
         {
// 从主线程捕捉 ThreadInterrupt 并退出。
            Console.WriteLine("Exiting Thread");
            Message.Dispose();
            MQ.Dispose();
            break;
         }
         catch (Exception GenericException)
     &nbs

补充：综合编程 , 安全编程 ,