Створення потоків

Почнемо з елементарного прикладу. Допустимо, ви хочете запустити в окремому потоці процедуру, яка в нескінченному циклі зменшує значення лічильника. Процедура визначається у складі класу:

Public Class Willusethreads

Public Sub Subtractfromcounter()

Dim count As Integer

Do While True count -= 1

Console.WriteLlne("Am in another thread and counter ="

& count)

Loop

End Sub

End Class

Оскільки умова циклу Do залишається істинною завжди, можна подумати, що ніщо не перешкодить виконанню процедури Subtractfromcounter. Проте в багатопотоковому застосуванні це не завжди так.

У наступному фрагменті приведена процедура Sub Main, що запускає потік, і команда Imports:

Option Strict On Imports System.Threading Module Modulel

Sub Main()

1 Dim mytest As New Willusethreads()

2 Dim bthreadstart As New Threadstart(Addressof _

mytest.SubtractFromCounter)

3 Dim bthread As New Thread(bthreadstart)

4 ' bthread.Start()

Dim i As Integer

5 Do While True

Console.WriteLine("In main thread and count is " & i) i += 1

Loop

End Sub

End Module

Давайте послідовно розберемо найбільш принципові моменти. Перш за все процедура Sub Man n завжди працює в головному потоці (main thread). У програм-мах .NET завжди працюють мінімум два потоки: головний і потік збірки сміття. У рядку 1 створюється новий екземпляр тестового класу. У рядку 2 ми створюємо делегат Threadstart і передаємо адресу процедури Subtractfromcounter екземпляра тестового класу, створеного в рядку 1 (ця процедура викликається без параметрів). Завдяки імпортуванню простору імен Threading довге ім'я можна не указувати. Об'єкт нового потоку створюється в рядку 3. Звернете увагу на передачу делегата Threadstart при виклику конструктора класу Thread. Деякі програмісти вважають за краще об'єднувати ці два рядки в один логічний рядок:

Dim bthread As New Thread(New Threadstarttaddressof _

mytest.SubtractFromCounter))

Нарешті, рядок 4 «запускає» потік, для чого викликається метод Start екземпляра класу Thread, створеного для делегата Threadstart. Викликаючи цей метод, ми указуємо операційній системі, що процедура Subtract повинна працювати в окремому потоці.

Слово «запускає» в попередньому абзаці поміщене в лапки, оскільки в цьому випадку спостерігається одна з багатьох дивностей багатопотокового програмування: виклик Start не приводить до фактичного запуску потоку! Він всього лише повідомляє, що операційна система повинна запланувати виконання вказаного потоку, але безпосередній запуск знаходиться поза контролем програми. Вам не вдасться почати виконання потоків на свій розсуд, тому що виконанням потоків завжди розпоряджається операційна система. У одному з подальших розділів ви дізнаєтеся, як за допомогою пріоритету змусити операційну систему швидше запустити ваш потік.

На мал. 10.1 показаний приклад того, що може відбутися після запуску програми і її подальшого переривання клавішею Ctrl+break. У нашому випадку новий потік запустився лише після того, як лічильник в головному потоці збільшився до 341!

Мал. 10.1. Проста багатопотокова програмно час роботи

Якщо програма працюватиме протягом большегошромежутка часу, результат виглядатиме приблизно так, як показано на мал. 10.2. Ми бачимо, що виконання запущеного потоку припиняється і управління знову передається головному потоку. В даному випадку має місце прояв витісняючої мно-гопоточності за допомогою квантування часу. Сенс цього страхітливого терміну роз'яснюється нижче.

Мал. 10.2. Перемикання між потоками в простій багатопотоковій програмі

При перериванні потоків і передачі управління іншим потокам операційна система використовує принцип витісняючої багатопоточності за допомогою квантування часу. Квантування часу також вирішує одну з поширених проблем, що виникали раніше в багатопотокових програмах, — один потік займає весь процесорний час і не поступається управлінням іншим потокам (як правило, це трапляється в інтенсивних циклах на зразок приведеного вище). Щоб запобігти монопольному захопленню процесора, ваші потоки повинні час від часу передавати управління іншим потокам. Якщо програма виявиться «несвідомою», існує інше, трохи менш бажане рішення: операційна система завжди витісняє працюючий потік незалежно від рівня його пріоритету, щоб доступ до процесора був наданий кожному потоку в системі.

Оскільки в схемах квантування всіх версій Windows, в яких працює .NET, каждо-му потоку виділяється мінімальний квант часу, в програмуванні .NET проблеми з монопольним захопленням процесора не такі серйозні. З іншого боку, якщо середовище .NET коли-небудь буде адаптована для інших систем, ситуація може змінитися.

Якщо включити наступний рядок в нашу програму перед викликом Start, то навіть потоки, що володіють мінімальним пріоритетом, отримають деяку частку процесорного часу:

bthread.Priority = Threadpriority.Highest

Мал. 10.3. Потік з максимальним пріоритетом зазвичай починає працювати швидше

Мал. 10.4. Процесор надається і потокам з нижчим пріоритетом

Команда призначає новому потоку максимальний пріоритет і зменшує пріоритет головного потоку. З мал. 10.3 видно, що новий потік починає працювати швидше, ніж раніше, але, як показує мал. 10.4, головний потік теж отримує управління (правда, дуже ненадовго і лише після тривалої роботи потоку з відніманням). При запуску програми на ваших комп'ютерах будуть отримані результати, схожі на показаних на мал. 10.3 і 10.4, але із-за відмінностей між нашими системами точного збігу не буде.

У перераховуваний тип Threadprlority входять значення для п'яти рівнів пріоритету:

Threadpriority.Highest

Threadpriority.AboveNormal

Threadprlority.Normal

Threadpriority.BelowNormal

Threadpriority.Lowest