C#線程：BeginInvoke和EndInvoke方法
開發(fā)語言：C#3.0
IDE：Visual Studio 2008
一、C#線程概述
在操作系統(tǒng)中一個(gè)進(jìn)程至少要包含一個(gè)線程，然后，在某些時(shí)候需要在同一個(gè)進(jìn)程中同時(shí)執(zhí)行多項(xiàng)任務(wù)，或是為了提供程序的性能，將要執(zhí)行的任務(wù)分解成多個(gè)子任務(wù)執(zhí)行。這就需要在同一個(gè)進(jìn)程中開啟多個(gè)線程。我們使用C#編寫一個(gè)應(yīng)用程序（控制臺(tái)或桌面程序都可以），然后運(yùn)行這個(gè)程序，并打開windows任務(wù)管理器，這時(shí)我們就會(huì)看到這個(gè)應(yīng)用程序中所含有的線程數(shù)，如下圖所示。
如果任務(wù)管理器沒有“線程數(shù)”列，可以【查看】>【選擇列】來顯示“線程計(jì)數(shù)”列。從上圖可以看出，幾乎所有的進(jìn)程都擁有兩個(gè)以上的線程。從而可以看出，線程是提供應(yīng)用程序性能的重要手段之一，尤其在多核CPU的機(jī)器上尤為明顯。
二、用委托(Delegate)的BeginInvoke和EndInvoke方法操作線程
在C#中使用線程的方法很多，使用委托的BeginInvoke和EndInvoke方法就是其中之一。BeginInvoke方法可以使用線程異步地執(zhí)行委托所指向的方法。然后通過EndInvoke方法獲得方法的返回值（EndInvoke方法的返回值就是被調(diào)用方法的返回值），或是確定方法已經(jīng)被成功調(diào)用。我們可以通過四種方法從EndInvoke方法來獲得返回值。
三、直接使用EndInvoke方法來獲得返回值
當(dāng)使用BeginInvoke異步調(diào)用方法時(shí)，如果方法未執(zhí)行完，EndInvoke方法就會(huì)一直阻塞，直到被調(diào)用的方法執(zhí)行完畢。如下面的代碼所示：
- using System;
- using System.Collections.Generic;
- using System.Linq;
- using System.Text;
- using System.Threading;
- namespace MyThread
- {
- class Program
- {
- private static int newTask(int ms)
- {
- Console.WriteLine("任務(wù)開始");
- Thread.Sleep(ms);
- Random random = new Random();
- int n = random.Next(10000);
- Console.WriteLine("任務(wù)完成");
- return n;
- }
- private delegate int NewTaskDelegate(int ms);
- static void Main(string[] args)
- {
- NewTaskDelegate task = newTask;
- IAsyncResult asyncResult = task.BeginInvoke(2000, null, null);
- // EndInvoke方法將被阻塞2秒
- int result = task.EndInvoke(asyncResult);
- Console.WriteLine(result);
- }
- }
- }
在運(yùn)行上面的程序后，由于newTask方法通過Sleep延遲了2秒，因此，程序直到2秒后才輸出最終結(jié)果（一個(gè)隨機(jī)整數(shù)）。如果不調(diào)用EndInvoke方法，程序會(huì)立即退出，這是由于使用BeginInvoke創(chuàng)建的線程都是后臺(tái)線程，這種線程一但所有的前臺(tái)線程都退出后（其中主線程就是一個(gè)前臺(tái)線程），不管后臺(tái)線程是否執(zhí)行完畢，都會(huì)結(jié)束線程，并退出程序。關(guān)于前臺(tái)和后臺(tái)線程的詳細(xì)內(nèi)容，將在后面的部分講解。
讀者可以使用上面的程序做以下實(shí)驗(yàn)。首先在Main方法的開始部分加入如下代碼：
- Thread.Sleep(10000);
以使Main方法延遲10秒鐘再執(zhí)行下面的代碼，然后按Ctrl+F5運(yùn)行程序，并打開企業(yè)管理器，觀察當(dāng)前程序的線程數(shù)，假設(shè)線程數(shù)是4，在10秒后，線程數(shù)會(huì)增至5，這是因?yàn)檎{(diào)用BeginInvoke方法時(shí)會(huì)建立一個(gè)線程來異步執(zhí)行newTask方法，因此，線程會(huì)增加一個(gè)。
四、使用IAsyncResult asyncResult屬性來判斷異步調(diào)用是否完成
雖然上面的方法可以很好地實(shí)現(xiàn)異步調(diào)用，但是當(dāng)調(diào)用EndInvoke方法獲得調(diào)用結(jié)果時(shí)，整個(gè)程序就象死了一樣，這樣做用戶的感覺并不會(huì)太好，因此，我們可以使用asyncResult來判斷異步調(diào)用是否完成，并顯示一些提示信息。這樣做可以增加用戶體驗(yàn)。代碼如下：
- static void Main(string[] args)
- {
- NewTaskDelegate task = newTask;
- IAsyncResult asyncResult = task.BeginInvoke(2000, null, null);
- while (!asyncResult.IsCompleted)
- {
- Console.Write("*");
- Thread.Sleep(100);
- }
- // 由于異步調(diào)用已經(jīng)完成，因此， EndInvoke會(huì)立刻返回結(jié)果
- int result = task.EndInvoke(asyncResult);
- Console.WriteLine(result);
- }
上面代碼的執(zhí)行結(jié)果如下圖所示。
由于是異步，所以“*”可能會(huì)在“任務(wù)開始”前輸出，如上圖所示。
五、使用WaitOne方法等待異步方法執(zhí)行完成
使用WaitOne方法是另外一種判斷異步調(diào)用是否完成的方法。代碼如下：
- static void Main(string[] args)
- {
- NewTaskDelegate task = newTask;
- IAsyncResult asyncResult = task.BeginInvoke(2000, null, null);
- while (!asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(100, false))
- {
- Console.Write("*");
- }
- int result = task.EndInvoke(asyncResult);
- Console.WriteLine(result);
- }
WaitOne的第一個(gè)參數(shù)表示要等待的毫秒數(shù)，在指定時(shí)間之內(nèi)，WaitOne方法將一直等待，直到異步調(diào)用完成，并發(fā)出通知，WaitOne方法才返回true。當(dāng)?shù)却付〞r(shí)間之后，異步調(diào)用仍未完成，WaitOne方法返回false，如果指定時(shí)間為0，表示不等待，如果為-1，表示永遠(yuǎn)等待，直到異步調(diào)用完成。
六、使用回調(diào)方式返回結(jié)果
上面介紹的幾種方法實(shí)際上只相當(dāng)于一種方法。這些方法雖然可以成功返回結(jié)果，也可以給用戶一些提示，但在這個(gè)過程中，整個(gè)程序就象死了一樣（如果讀者在GUI程序中使用這些方法就會(huì)非常明顯），要想在調(diào)用的過程中，程序仍然可以正常做其它的工作，就必須使用異步調(diào)用的方式。下面我們使用GUI程序來編寫一個(gè)例子，代碼如下：
- private delegate int MyMethod();
- private int method()
- {
- Thread.Sleep(10000);
- return 100;
- }
- private void MethodCompleted(IAsyncResult asyncResult)
- {
- if (asyncResult == null) return;
- textBox1.Text = (asyncResult.AsyncState as
- MyMethod).EndInvoke(asyncResult).ToString();
- }
- private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
- {
- MyMethod my = method;
- IAsyncResult asyncResult = my.BeginInvoke(MethodCompleted, my);
- }
要注意的是，這里使用了BeginInvoke方法的最后兩個(gè)參數(shù)（如果被調(diào)用的方法含有參數(shù)的話，這些參數(shù)將作為BeginInvoke的前面一部分參數(shù)，如果沒有參數(shù)，BeginInvoke就只有兩個(gè)參數(shù)了）。第一個(gè)參數(shù)是回調(diào)方法委托類型，這個(gè)委托只有一個(gè)參數(shù)，就是IAsyncResult,如MethodCompleted方法所示。當(dāng)method方法執(zhí)行完后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用MethodCompleted方法。BeginInvoke的第二個(gè)參數(shù)需要向MethodCompleted方法中傳遞一些值，一般可以傳遞被調(diào)用方法的委托，如上面代碼中的my。這個(gè)值可以使用IAsyncResult.AsyncState屬性獲得。
由于上面的代碼通過異步的方式訪問的form上的一個(gè)textbox，因此，需要按ctrl+f5運(yùn)行程序（不能直接按F5運(yùn)行程序，否則無法在其他線程中訪問這個(gè)textbox，關(guān)于如果在其他線程中訪問GUI組件，并在后面的部分詳細(xì)介紹）。并在form上放一些其他的可視控件，然在點(diǎn)擊button1后，其它的控件仍然可以使用，就象什么事都沒有發(fā)生過一樣，在10秒后，在textbox1中將輸出100。
七、其他組件的BeginXXX和EndXXX方法
在其他的.net組件中也有類似BeginInvoke和EndInvoke的方法，如System.Net.HttpWebRequest類的BeginGetResponse和EndGetResponse方法，下面是使用這兩個(gè)方法的一個(gè)例子：
- private void requestCompleted(IAsyncResult asyncResult)
- {
- if (asyncResult == null) return;
- System.Net.HttpWebRequest hwr = asyncResult.AsyncState as System.Net.HttpWebRequest;
- System.Net.HttpWebResponse response =
- (System.Net.HttpWebResponse)hwr.EndGetResponse(asyncResult);
- System.IO.StreamReader sr = new
- System.IO.StreamReader(response.GetResponseStream());
- textBox1.Text = sr.ReadToEnd();
- }
- private delegate System.Net.HttpWebResponse RequestDelegate(System.Net.HttpWebRequest request);
- private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
- {
- System.Net.HttpWebRequest request =
- (System.Net.HttpWebRequest)System.Net.WebRequest.Create("http://www.cnblogs.com");
- IAsyncResult asyncResult =request.BeginGetResponse(requestCompleted, request);
- }
以上介紹的就是C#線程中BeginInvoke和EndInvoke方法。
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