线程与进程区别(3)

之所以用抢占式这个形容词来修饰这种多任务管理方式，是因为在此种方式下线程将被系统强制性中断。那些对此比较好奇的人应该了解到，在上下文切换的过程中，操作系统会在下一个线程将要执行的代码中插入一条跳转到下一个上下文切换的指令。该指令是一个软中断，如果线程在遇到这条指令前就终止了（例如，它正在等待某个资源），那么该指定将被删除而上下文切换也将提前发生。 抢占式多任务处理的主要缺点在于，必须使用一种同步机制来保护资源以避免它们被无序访问。除此之外，还有另一种多任务管理模型，被称为协调式多任务管理，其中线程间的切换将由线程自己负责完成。该模型普遍认为太过危险，原因在于线程间的切换不发生的风险太大。如我们在4.2.8节中所解释的那样，该机制会在内部使用以提升某些服务器的性能，例如SQL Server2005。但Windows操作系统仅仅实现了抢占式多任务处理。

5.3.4 进程与线程的优先级

某些任务拥有比其他任务更高的优先级，它们需要操作系统为它们申请更多的处理时间。例如，某些由主处理器负责的外围驱动器必须不能被中断。另一类高优先级的任务就是图形用户界面。事实上，用户不喜欢等待用户界面被重绘。 那些从Win32世界来的用户知道在CLR的底层，也就是Windows操作系统中，可以为每个线程赋予一个0~31的优先级。但你无法在.NET的世界中也使用这些数值，因为：

? ?

它们无法描述自身的含义。

随着时间的流逝这些值是非常容易变化的。

1. 进程的优先级

可以使用Process类中的类型为ProcessPriorityClass的PriorityClass{get;set;}属性为进程赋予一个优先级。System.Diagnostics.ProcessPriorityClass枚举包含以下值：

如果某个进程中属于Process类的PriorityBoostEnabled属性的值为true（默认值为true），那么当该进程占据前台窗口的时候，它的优先级将增加一个单位。只有当Process类的实例引用的是本机进程时，才能够访问该属性。

可以通过以下操作利用任务管理器来改变一个进程的优先级：在所选的进程上点击右键>设置优先级>从提供的6个值（和上图所述一致）中做出选择。

Windows操作系统有一个优先级为0的空闲进程。该进程不能被其他任何进程使用。根据定义，进程的活跃度用时间的百分比表示为：100%减去在空闲进程中所耗费时间的比率。 2. 线程的优先级

每个线程可以结合它所属进程的优先级，并使用System.Threading.Thread类中类型为ThreadPriority的Priority{get;set;}属性定义各自的优先级。System.Threading.Thread- Priority包含以下枚举值：

在大多数应用程序中，不需要修改进程和线程的优先级，它们的默认值为Normal。

5.3.5 System.Threading.Thread类

CLR会自动将一个System.Threading.Thread类的实例与各个受托管的线程关联起来。可以使用该对象从线程自身或从其他线程来操纵线程。还可以通过

System.Threading.Thread类的静态属性CurrentThread来获得当前线程的对象。

Thread类有一个功能使我们能够很方便的调试多线程应用程序，该功能允许我们使用一个字符串为线程命名：

5.3.6 创建与Join一个线程

只需通过创建一个Thread类的实例，就可以在当前的进程中创建一个新的线程。该类拥有多个构造函数，它们将接受一个类型为System.Threading.ThreadStart或System.Threading.Parame-trizedThreadStart的委托对象作为参数，线程被创建出来后首先执行该委托对象所引用的方法。使用ParametrizedThreadStart类型的委托对象允许用户为新线程将要执行的方法传入一个对象作为参数。Thread类的一些构造函数还接受一个整型参数用于设置线程要使用的最大栈的大小，该值至少为128KB（即131072字节）。创建了Thread类型的实例后，必须调用Thread.Start()方法以真正启动这个线程。 例5-3

该程序输出：

在这个例子中，我们使用Join()方法挂起当前线程，直到调用Join()方法的线程执行完毕。该方法还存在包含参数的重载版本，其中的参数用于指定等待线程结束的最长时间（即超时）所花费的毫秒数。如果线程中的工作在规定的超时时段内结束，该版本的Join()方法将返回一个布尔量True。

5.3.7 挂起一个线程

可以使用Thread类的Sleep()方法将一个正在执行的线程挂起一段特定的时间，还可以通过一个以毫秒为单位的整型值或者一个System.TimeSpan结构的实例设定这段挂起的时间。该结构的一个实例可以设定一个精度为1/10 ms（100ns）的时间段，但是Sleep()方法的最高精度只有1ms。

我们也可以从将要挂起的线程自身或者另一个线程中使用Thread类的Suspend()方法将一个线程的活动挂起。在这两种情况中，线程都将被阻塞直到另一个线程调用了Resume()方法。相对于Sleep()方法，Suspend()方法不会立即将线程挂起，而是在线程到达下一个安全点之后，CLR才会将该线程挂起。安全点的概念参见4.7.11节。 5.3.8 终止一个线程

一个线程可以在以下场景中将自己终止。

? ? ? 从自己开始执行的方法（主线程中的Main()方法，其他线程中ThreadStart委托对象所引用的方法）中退出。 被自己终止。

被另一个线程终止。

第一种情况不太重要，我们将主要关注另两种情况。在这两种情况中，都可以使用Abort()方法（通过当前线程或从当前线程之外的一个线程）。使用该方法将在线程中引发一个类型为ThreadAbortException的异常。由于线程正处于一种被称为AbortRequested的特殊状态，该异常具有一个特殊之处：当它被异常处理所捕获后，将自动被重新抛出。只有在异常处理中调用Thread.ResetAbort()这个静态方法（如果我们有足够的权限）才能阻止它的传播。 例5-4 主线程的自杀

当线程A对线程B调用了Abort()方法，建议调用B的Join()方法，让A一直等待直到B终止。Interrupt()方法也可以将一个处于阻塞状态的线程（即由于调用了Wait()、Sleep()或者Join()其中一个方法而阻塞）终止。该方法会根据要被终止的线程是否处于阻塞状态而表现出不同的行为。

? ?

如果该方法被另一个线程调用时，要被终止的线程处于阻塞状态，那么会产生ThreadInterruptedException异常。

如果该方法被另一个线程调用时，要被终止的线程不处于阻塞状态，那么一旦该线程进入阻塞状态，就会引发异常。这种行为与线程对自己调用Interrupt()方法是一样的。

5.3.9 前台线程与后台线程

Thread类提供了IsBackground{get;set}的布尔属性。当前台线程还在运行时，它会阻止进程被终止。另一方面，一旦所指的进程中不再有前台线程，后台线程就会被CLR自动终止（调用Abort()方法）。IsBackground的默认值为false，这意味着所有的线程默认情况处于前台状态。

5.3.10 受托管线程的状态图

Thread类拥有一个System.Threading.ThreadState枚举类型的字段ThreadState，它包含以下枚举值：

有关每个状态的具体描述可以在MSDN上一篇名为“ThreadStateEnumeration”的文章中找到。该枚举类型是一个二进制位域，这表示一个该类型的实例可以同时表示多个枚举值。例如，一个线程可以同时处于Running、AbortRequested和Background这三种状态。二进制位域的概念参见10.11.3节。

根据我们在前面的章节中所了解的知识，我们定义了如图5-1所示的简化的状态图。

图5-1 简化的托管线程状态图

5.4 访问资源同步简介

在多线程应用（一个或多个处理器）的计算中会使用到同步这个词。实际上，这些应用程序的特点就是它们拥有多个执行单元，而这些单元在访问资源的时候可能会发生冲突。线程间会共享同步对象，而同步对象的目的在于能够阻塞一个或多个线程，直到另一个线程使得某个特定条件得到满足。

我们将看到，存在多种同步类与同步机制，每种制针对一个或一些特定的需求。如果要利用同步构建一个复杂的多线程应用程序，那么很有必要先掌握本章的内容。我们将在下面的内容中尽力区分他们，尤其要指出那些在各个机制间最微妙的区别。

合理地同步一个程序是最精细的软件开发任务之一，单这一个主题就足以写几本书。在深入到细节之前，应该首先确认使用同步是否不可避免。通常，使用一些简单的规则可以让我们远离同步问题。在这些规则中有线程与资源的亲缘性规则，我们将在稍后介绍。

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