实验五线程和异步编程训练.docx

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实验五线程和异步编程训练

实验五线程和异步编程训练

【1】能力培养要求：

熟悉多线程编程技术

【2】实验内容、目的、要求：

了解线程的概念，能用多线程编程技术编写程序。

【3】实验步骤：

本实验中所包含的以下项目均存放在名称为Lab5的解决方案中，该解决方案存放在D盘上。

1、委托训练

1）创建控制台项目ConsoleApplication，在Program.cs中编写代码（参见P166），并在“Hello”方法中添加语句：

Console.WriteLine（"Hello:

"+s）;在“AMethod”方法中添加语句：

Console.WriteLine（"AMethod:

"+s）;在Main中编写程序，完成如下功能：

创建委托的两个实例，分别委托到类MyClass中两个方法，并执行委托，传递的参数均为“world”。

试分析Main的运行结果。

usingSystem;

usingSystem.Collections.Generic;

usingSystem.Linq;

usingSystem.Text;

namespaceConsoleApplication

{

delegatevoidMyDelegatel（strings）;

publicclassMyClass

{

publicstaticvoidHello（strings）

{

Console.WriteLine（"Hello:

"+s）;

}

publicvoidAMethod（strings）

{

Console.WriteLine（"AMethod:

"+s）;

}

}

classProgram

{

staticvoidMain（string[]args）

{

MyDelegatela=newMyDelegatel（MyClass.Hello）;

a（"World"）;

MyClassp=newMyClass（）;

MyDelegatelb=newMyDelegatel（p.AMethod）;

b（"World"）;

Console.ReadLine（）;

}

}

}

2）创建控制台项目MultiApplication，在Program.cs中编写代码（参见P168--169），进行多路广播委托的练习，观察程序的输出结果。

说明多路广播委托的执行过程，并说明Invoke、GetInvocationList、Target和Method的作用。

usingSystem;

usingSystem.Collections.Generic;

usingSystem.Linq;

usingSystem.Text;

namespaceMultiApplication

{

publicdelegatevoidMyDelegate2（）;

publicclassFoo

{

publicvoidBar（）

{

Console.WriteLine（"Barinvoked"）;

}

}

classApplication{

staticvoidMain（string[]args）

{

FooaFoo1=newFoo（）;

FooaFoo2=newFoo（）;

MyDelegate2a,b,c,d;

a=newMyDelegate2（aFoo1.Bar）;

b=newMyDelegate2（aFoo2.Bar）;

c=（MyDelegate2）Delegate.Combine（a,b）;

d=（MyDelegate2）Delegate.Remove（c,a）;

Delegate[]DelegateList=c.GetInvocationList（）;

for（inti=0;i

{

if（DelegateList[i].Target!

=aFoo1）

{

（（MyDelegate2）DelegateList[i]）（）;

}

}

}

}

}

2、线程训练

1）创建控制台项目ThreadApplication，在Program.cs中编写代码（参见P171--172），进行线程的练习。

在“AStaticMethod”方法中添加语句：

Console.WriteLine（"执行了静态方法AStaticMethod"）;在“AnInstanceMethod”方法中添加语句：

Console.WriteLine（"执行了实例方法AnInstanceMethod"），观察程序的输出结果。

说明如何创建和启动新线程？

usingSystem;

usingSystem.Collections.Generic;

usingSystem.Linq;

usingSystem.Text;

usingSystem.Threading;

namespaceThreadApplication

{

classMyClass

{

publicstaticvoidAStaticMethod（）

{

Console.WriteLine（"执行了静态方法AStaticMethod"）;

}

publicvoidAnInstanceMethod（）

{

Console.WriteLine（"执行了实例方法AnInstanceMethod"）;

}

}

classApp

{

staticvoidMain（string[]args）

{

MyClassaMyClass=newMyClass（）;

Threadt1=new

Thread（newThreadStart（aMyClass.AnInstanceMethod））;

t1.Start（）;

Threadt2=new

Thread（newThreadStart（MyClass.AStaticMethod））;

t2.Start（）;

}

}

}

2）创建控制台项目ThreadAttribute，在Program.cs中编写代码，对线程的名字、ID、优先级等属性进行测试，试分析代码的运行效果。

代码如下：

usingSystem;

usingSystem.Collections.Generic;

usingSystem.Linq;

usingSystem.Text;

usingSystem.Threading;

namespaceThreadAttribute

{

classProgram

{

staticvoidMain（string[]args）

{

Console.WriteLine（"主程序线程在运行:

"）;

Threadcurrent_thread=Thread.CurrentThread;

current_thread.Name="main";

stringmain_p=current_thread.Priority.ToString（）;

intmain_Id=current_thread.ManagedThreadId;

Console.WriteLine（"主程序的线程:

"）;

Console.WriteLine（"名字:

"+current_thread.Name）;

Console.WriteLine（"优先级:

"+main_p）;

Console.WriteLine（"ID:

"+main_Id）;

ThreadfThread=newThread（newThreadStart（First_Thread））;

fThread.Name="first_thread";

fThread.Start（）;

Console.WriteLine（"主程序线程终止!

"）;

Console.ReadLine（）;

}

publicstaticvoidFirst_Thread（）

{

Console.WriteLine（"创建的线程在运行:

"）;

Threadcurrent_thread=Thread.CurrentThread;

stringmain_p=current_thread.Priority.ToString（）;

intmain_Id=current_thread.ManagedThreadId;

Console.WriteLine（"创建的线程:

"）;

Console.WriteLine（"名字:

"+current_thread.Name）;

Console.WriteLine（"优先级:

"+main_p）;

Console.WriteLine（"ID:

"+main_Id）;

Console.WriteLine（"创建的线程终止!

"）;

}

}

}

3）定时器练习

Thread.Timer类提供了一种在指定的时间间隔执行方法的机制。

用TimerCallback委托指定与Timer相关联的方法。

创建计时器时，指定第一次调用委托方法前的等待时间、后续调用之间的等待时间、计时器到截止时间时调用的方法。

试编程演示计时器的用法。

创建控制台项目TimerLx，在Program.cs中编写代码可参考P194。

usingSystem;

usingSystem.Collections.Generic;

usingSystem.Linq;

usingSystem.Text;

usingSystem.Threading;

namespaceTimerLx

{

classApp

{

publicstaticvoidMain（）

{

Console.WriteLine（"Checkingforstatusupdatesevery2seconds."）;

Console.WriteLine（"（HitEntertoterminatethesameple）"）;

Timertimer=newTimer（newTimerCallback（CheckStatus）,null,0,2000）;

Console.ReadLine（）;

timer.Dispose（）;

}

staticvoidCheckStatus（Objectstate）

{

Console.WriteLine（"CheckingStatus."）;

}

}

}

4）线程池练习

线程池是.NETFramework中对线程的一种管理方式，由它来管理线程的生成和终止，而无须用户的干涉。

要使用线程池，可调用ThreadPool.QueueUserWorkItem，传递一个WaitCallback委托，在其中包装要添加到队列中的方法。

试编程演示线程池的用法。

创建控制台项目PoolLx，在Program.cs中编写代码可参考P195--197。

在P196的Read和Increment方法中添加代码：

Console.WriteLine（threadNum.ToString（））;。

请多次运行程序，注意观察线程的执行次序。

usingSystem;

usingSystem.Collections.Generic;

usingSystem.Linq;

usingSystem.Text;

usingSystem.Threading;

namespacePoolLx

{

classCounter

{

publicvoidRead（intthreadNum）

{

Console.WriteLine（threadNum.ToString（））;

}

publicvoidIncrement（intthreadNum）

{

Console.WriteLine（threadNum.ToString（））;

}

}

classApp

{

staticCountercounter=null;

staticinttotalNumberofAsyncops=10;

staticintnumAsyncops=totalNumberofAsyncops;

staticAutoResetEventasyncopsAreDone=newAutoResetEvent（false）;

staticvoidMain（string[]args）

{

counter=newCounter（）;

for（intthreadNum=0;

threadNum

threadNum++）

{

ThreadPool.QueueUserWorkItem（

newWaitCallback（UpdateResource）,threadNum）;

}

asyncopsAreDone.WaitOne（）;

}

staticvoidUpdateResource（objectstate）

{

intthreadNum=（int）state;

if（（threadNum%2）!

=0）counter.Read（threadNum）;

elsecounter.Increment（threadNum）;

if（（Interlocked.Decrement（refnumAsyncops））==0）

asyncopsAreDone.Set（）;

}

}

}

5）多线程与Windows窗体控件

Windows窗体控件只能在创建它们的线程上执行。

如果要从后台线程获取或设置某个控件的属性，或调用该控件的方法，则必须把调用封送到创建该控件的线程。

试以进度条控件ProgressBar为例进行编程。

创建windows项目ProgressLx，代码可参考P198--199。

请运行程序，注意观察效果。

usingSystem;

usingSystem.Collections.Generic;

usingSystem.ComponentModel;

usingSystem.Data;

usingSystem.Drawing;

usingSystem.Linq;

usingSystem.Text;

usingSystem.Windows.Forms;

usingSystem.Threading;

namespaceProgressLx

{

publicpartialclassForm1:

Form

{

publicForm1（）

{

InitializeComponent（）;

}

ThreadtimerThread;

privatevoidForm1_Load（objectsender,EventArgse）

{

timerThread=newThread（newThreadStart（ThreadProc））;

timerThread.IsBackground=true;

timerThread.Start（）;

}

publicvoidThreadProc（）

{

try{

MethodInvokermi=newMethodInvoker（this.UpdateProgress）;

while（true）

{

this.BeginInvoke（mi）;

Thread.Sleep（500）;

}

}

catch（ThreadInterruptedExceptione）

{

}

catch（Exceptionwe）

{

}

}

privatevoidUpdateProgress（）

{

if（progressBar1.Value==progressBar1.Maximum）

{

progressBar1.Value=progressBar1.Maximum;

}

progressBar1.PerformStep（）;

}

publicvoidDispose（）

{

if（timerThread!

=null）

{

timerThread.Interrupt（）;

timerThread=null;

}

}

privatevoidprogressBar1_Click_1（objectsender,EventArgse）

{

}

}

}

3、异步编程训练

1）使用回调的方式实现文件的异步读取。

代码可参考P203—204

创建控制台项目CallbackReadFile，在Program.cs中编写代码。

usingSystem;

usingSystem.Collections.Generic;

usingSystem.Linq;

usingSystem.Text;

usingSystem.IO;

namespaceCallbackReadFile

{

classProgram

{

classMyState

{

publicstringfilename;

publicMyState（stringfilename）

{

this.filename=filename;

}

}

staticbyte[]buffer=newbyte[2048];

staticstringfilename="MyFile.txt";

staticStreamaStream;

staticMyStatemyState=newMyState（filename）;

staticvoidMain（string[]args）

{

aStream=File.OpenRead（myState.filename）;

AsyncCallbackmyCallback=newAsyncCallback（OnReadDone）;

IAsyncResultar=aStream.BeginRead（buffer,0,buffer.Length,myCallback,（object）myState）;

Console.ReadLine（）;

}

staticvoidOnReadDone（IAsyncResultar）

{

intbyteCount=aStream.EndRead（ar）;

Console.WriteLine（"Filenameread:

{0}",（（MyState）（ar.AsyncState））.filename）;

aStream.Close（）;

EncodingencodingGB2312=Encoding.GetEncoding（"GB2312"）;

Console.WriteLine（encodingGB2312.GetString（buffer））;

}

}

}

2）使用轮询的方式实现文件的异步读取。

代码可参考P203—204

创建控制台项目PollingReadFile，在Program.cs中编写代码。

usingSystem;

usingSystem.Collections.Generic;

usingSystem.Linq;

usingSystem.Text;

usingSystem.IO;

namespacePollingReadFile

{

classProgram

{

classMyState

{

publicstringfilename;

publicMyState（stringfilename）

{

this.filename=filename;

}

}

staticbyte[]buffer=newbyte[2048];

staticstringfilename="MyFile.txt";

staticStreamaStream;

staticMyStatemyState=newMyState（filename）;

staticvoidMain（string[]args）

{

aStream=File.OpenRead（myState.filename）;

IAsyncResultar=aStream.BeginRead（buffer,0,buffer.Length,null,（object）myState）;

while（!

ar.IsCompleted）

{

}

intbyteCount=aStream.EndRead（ar）;

Console.WriteLine（"Filenameread:

{0}",（（MyState）（ar.AsyncState））.filename）;

aStream.Close（）;

EncodingencodingGB2312=Encoding.GetEncoding（"GB2312"）;

Console.WriteLine（encodingGB2312.GetString（buffer））;

}

}

}

3）试说明代码中出现的AsyncCallback、BeginRead、EndRead、IasyncResult、AsyncState的含义。

【4】思考题

1、publicdelegatevoidMyDelegate1（strings）;该语句是一条委托声明，说明其含义？

2、如何在.NETFramework中启动线程、管理线程和终止线程？

3、获取异步操作的结果有哪些方法？