用《捕鱼达人》去理解C#中的多线程

时间 2019-12-12

原文原文链接

线程是进程中某个单一顺序的控制流，是程序运行中的调度单位，是程序执行流的最小单位，一个标准的线程由线程ID，当前指令指针(PC），寄存器集合和堆栈组成。线程本身不拥有系统资源，只拥有一点儿在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的所有资源。线程也有就绪、阻塞和运行三种基本状态。每个程序都至少有一个线程，若程序只有一个线程，那就是程序进程自己。html

CLR中有三种经常使用建立和管理线程的方式：Thread、ThreadPool、Task，下面用最简单的例子写出本身对这三种方式的理解：

1、Thread

《捕鱼达人》是你们都玩过的游戏，至于游戏怎么设计我也不太清楚，但我想在这里用本身对线程的理解来用线程描述这个游戏。假如屏幕上随机产生两条鱼，而且游来游去，代码以下:

class Fish
      {
            public string Name { get; set; }
 
            public Fish()
            {
                  Name = "小黄鱼" ;
            }
 
            public void Move()
            {
                  Console.WriteLine(string .Format("{0}在游来游去......", Name));
            }
      }
 
      class Program
      {
            static void Main(string[] args)
            {
                  Fish fish = new Fish();
                  Thread t1 = new Thread(() =>
                  {
                        fish.Move();
                  });
                  t1.IsBackground = true;
                  t1.Start();
 
                  Fish fish2 = new Fish() { Name = "大鲨鱼" };
                  Thread t2 = new Thread(() =>
                  {
                        fish2.Move();
                  });
                  t2.IsBackground = true;
                  t2.Start();
 
                  Console.ReadKey();
            }
      }

运行后屏幕以下：

小黄鱼在游来游去......

大鲨鱼在游来游去......

2、ThreadPool

若是鱼潮来临，一会儿要产生100条鱼，若是按上面Thread的作法就要开启100条线程，这样对系统资源的损耗太大，这时咱们能够用ThreadPool线程池来实现，代码以下：

static void Main(string[] args)
            {
                   Fish fish = new Fish();
                   Fish fish2 = new Fish() { Name = "大鲨鱼" };
                   Fish fish3 = new Fish() { Name = "灯笼鱼" };
                   Fish fish4 = new Fish() { Name = "红鲤鱼" };
                   Fish fish100 = new Fish() { Name = "灯笼鱼" };
                   ThreadPool.QueueUserWorkItem(f => { fish.Move(); });
                   ThreadPool.QueueUserWorkItem(f => { fish2.Move(); });
                   ThreadPool.QueueUserWorkItem(f => { fish3.Move(); });
                   ThreadPool.QueueUserWorkItem(f => { fish4.Move(); });
                   ThreadPool.QueueUserWorkItem(f => { fish100.Move(); });
                   Console.ReadKey();
            }

运行后屏幕以下：多线程

灯笼鱼在游来游去......

大鲨鱼在游来游去......

灯笼鱼在游来游去......

小黄鱼在游来游去......

红鲤鱼在游来游去......

因为多线程是并发执行，由系统分配顺序，因此上面的结果是随机的

3、Task

Task是.Net4.0中新加的功能，因为ThreadPool对池中的线程很差控制，Task用来弥补，好比在鱼在流动的时候，我开了一个枪和炮的线程用来发射子弹捕鱼，鱼中枪后鱼游动的线程就要结束，结束的时候弹出奖励积分，好比小黄鱼弹出1分，大鲨鱼弹出100分，这是就要用到Task对象的ContinueWith方法，该方法能够在线程结束的时候产生一个回调方法，代码以下：

class Program
      {
            static void Main(string[] args)
            {
                  //用来取消小黄鱼线程
                  CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource ();
 
                  Fish fish = new Fish();
                  Fish fish2 = new Fish() { Name = "大鲨鱼" , Score =100 };
 
                  Task t1 = new Task(() => fish.Move(cts.Token), cts.Token);
                  t1.Start();
                  //小黄鱼被击中后显示积分
                  t1.ContinueWith(fish.ShowScore);
 
                  Task t2 = new Task(() =>fish2.Move(cts.Token), cts.Token);             
                  t2.Start();
                  //大鲨鱼鱼被击中后显示积分
                  t2.ContinueWith(fish2.ShowScore);
 
                  //按任意键发射
                  Console.ReadKey();
 
                  //武器工厂线程池，执行一组任务
                  Gun gun = new Gun();
                  LaserGun laserGun = new LaserGun();
                  TaskFactory taskfactory = new TaskFactory();
                  Task[] tasks = new Task[]
                  {
                        taskfactory.StartNew(()=>gun.Fire()),
                        taskfactory.StartNew(()=>laserGun.Fire())
                  };
                  //执行武器们开火
                  taskfactory.ContinueWhenAll(tasks, (Task) => { });
 
                  //鱼儿们被击中了就会去调显示积分的方法
                  cts.Cancel();
                  Console.ReadLine();
            }
      }
 
      class Fish
      {
            public string Name { get; set; }
            public int Score { get; set; }
 
            public Fish()
            {
                  Name = "小黄鱼" ;
                  Score = 1;
            }
 
            /// <summary>
            /// 游动
            /// </summary>
            public void Move(CancellationToken ct)
            {
                  //若是没有被击中，就一直游阿游，用IsCancellationRequested判断
                  while (!ct.IsCancellationRequested)
                  {
                         Console.WriteLine(string .Format("{0}在游来游去......", Name));
                         Thread.Sleep(1000);
                  }                 
            }
 
            //中枪死亡后显示奖励
            public void ShowScore(Task task)
            {
                   Console.WriteLine(string .Format("{0}中弹了，您获得{1}分......" , Name, Score));
            }
      }
 
      abstract class Weapon
      {
             public string Name { get; set; }
             public abstract void Fire();
      }
 
      class Gun : Weapon
      {
            public Gun()
                  : base()
            {
                  Name = "双射枪" ;
            }
            public override void Fire()
            {
                  Console.WriteLine(string .Format("咻咻咻，{0}向鱼儿们发射子弹......" , Name));
            }
      }
 
      class LaserGun : Weapon
      {
            public LaserGun()
                  : base()
            {
                  Name = "激光炮" ;
            }
            public override void Fire()
            {
                  Console.WriteLine(string .Format("嗖嗖嗖，{0}向鱼儿们发射炮弹......" , Name));
            }
      }

运行后屏幕以下：

大鲨鱼在游来游去......

小黄鱼在游来游去......

大鲨鱼在游来游去......

小黄鱼在游来游去......

大鲨鱼在游来游去......

小黄鱼在游来游去......

按任意键开火后屏幕显示：

大鲨鱼在游来游去......

小黄鱼在游来游去......

大鲨鱼在游来游去......

小黄鱼在游来游去......

大鲨鱼在游来游去......

小黄鱼在游来游去......

咻咻咻，双射枪向鱼儿们发射子弹......

嗖嗖嗖，激光炮向鱼儿们发射子弹......

大鲨鱼中弹了，您获得100分......

小黄鱼中弹了，您获得1分......

from:http://www.cnblogs.com/maitian-lf/p/3678128.html#undefined