استفاده از thread ها در C#

مقدمه :

Thread ها ابزاری مفید هستند که به کاربر اجازه می دهند تا اعمالی را به صورت موازی (Parallel) و همزمان انجام دهد. با استفاده از Thread ها، از امکانات MultiTasking در یک برنامه استفاده می کنید. در ضمن می توانید یک قسمت از برنامه را متوقف و یا به جریان بیندازید. در استفاده از Threadها بسیار مراقب باشید چون منابع شما محدود هستند.
Threadها هنگامی که باید منتظر پاسخ بخشی دیگر از برنامه باشید، بسیار به کار می آیند و شما می توانید در حالی که بخشی از برنامه متوقف است و منتظر پاسخ است بقیه قسمت ها را پیش ببرید که سرعت برنامه های شما را به طرز قابل ملاحظه ای افزایش می دهد..

در C# کلاسهایی برای استفاده از Thread ها وجود دارندکه در System.Threading قرار دارند. در ادامه یک مورد ساده ی استفاده از Thread شرح داده می شود. امید است که مورد استفاده واقع شود.

کار با Thread ها :

در ابتدا باید یک Object از نوع System.Threading.Thread ایجاد کنید. کلاس Thread تنها یک ایجادکننده (Constructor) دارد که یک ThreadStart (که یک Delegate است) می گیرد. برای توابع static می توان مستقیما نام تابع را ارسال کرد. تابع نوشته شده باید هیچ پارامتری نداشته باشد و هیچ مقداری را نیز برنگرداند (یعنی void باشد) به این علت که تابع اصلی این گونه تعریف شده است.

public static void MyCallbackFunction()
{
      while (true)
      {
            System.Console.WriteLine(“ Hey!, My Thread Function Running”);
      }
}
 
 
Thread MyThread = new Thread(new ThreadStart (MyCallbackFunction));
MyThread.Start();

بعد از ایجاد Thread می توانید آن را با Start، شروع کنید. Thread را می توانید با Abort بکشید که باعث ایجاد یک ThreadAbortException خواهد شد. با Suspend و Resume هم می توانید Thread را متوقف و یا مجددا به حرکت بیندازید.

Thread یکی از حالت های زیر را دارد که با ThreadState قابل مشاهده است:

اولویت Thread نیز با ThreadPriority تعیین می شود که یکی از حالت های زیر را دارد:

Lowest, BelowNormal, Normal, AboveNormal, Highest

که در حالت عادی Normal است.

مثال های بیشتر برای MultiTreading

برنامه زیر یک برنامه ی مفید و ساده برای دریافتن مفهوم MultiThread است که به همراه خروجی برنامه آورده می شود:

using System;
using System.Threading;
class Tester
{
      static void Main( )
      {
            // make an instance of this class
            Tester t = new Tester( );
            // run outside static Main
            t.DoTest( );
      }
      public void DoTest( )
      {
            // create a thread for the Incrementer
            // pass in a ThreadStart delegate
            // with the address of Incrementer
            Thread t1 = new Thread( new ThreadStart(Incrementer) );
            // create a thread for the Decrementer
            // pass in a ThreadStart delegate
            // with the address of Decrementer
            Thread t2 =
                  new Thread( new ThreadStart(Decrementer) );
            // start the threads
            t1.Start( );
            t2.Start( );
      }
      // demo function, counts up to 1K
      public void Incrementer( )
      {
            for (int i =0;i<1000;i++)
            {
                  Console.WriteLine("Incrementer: {0}", i);
            }
      }
      // demo function, counts down from 1k
      public void Decrementer( )
      {
            for (int i = 1000;i>=0;i--)
            {
                  Console.WriteLine("Decrementer: {0}", i);
            }
      }
}

Output:
Incrementer: 102
Incrementer: 103
Incrementer: 104
Incrementer: 105
Incrementer: 106
Decrementer: 1000
Decrementer: 999
Decrementer: 998
Decrementer: 997

پیوند زدن Thread ها و متوقف کردن آنها

بااستفاده از join می توانید Thread ها را به هم وصل کنید و با Seleep برای لحظاتی چند متوقف کنید. یک نمونه ی ساده در زیر آمده است :

using System;
using System.Threading;
class Tester
{
      private int counter = 0;
      static void Main( )
      {
            // make an instance of this class
            Tester t = new Tester( );
            // run outside static Main
            t.DoTest( );
      }
      public void DoTest( )
      {
            Thread t1 = new Thread( new ThreadStart(Incrementer) );
            t1.IsBackground=true;
            t1.Name = "ThreadOne";
            t1.Start( );
            Console.WriteLine("Started thread {0}",
                  t1.Name);
            Thread t2 = new Thread( new ThreadStart(Incrementer) );
            t2.IsBackground=true;
            t2.Name = "ThreadTwo";
            t2.Start( );
            Console.WriteLine("Started thread {0}",
                  t2.Name);
            t1.Join( );
            t2.Join( );

            // after all threads end, print a message
            Console.WriteLine("All my threads are done.");
      }
      // demo function, counts up to 1K
      public void Incrementer( )
      {
            try
            {
                  while (counter < 1000)
                  {
                        int temp = counter;
                        temp++; // increment
                        // simulate some work in this method
                        Thread.Sleep(1);
                        // assign the decremented value
                        // and display the results
                        counter = temp;
                        Console.WriteLine("Thread {0}. Incrementer: {1}",Thread.CurrentThread.Name,counter);
                  }
            }
            catch (ThreadInterruptedException)
            {
                  Console.WriteLine("Thread {0} interrupted! Cleaning up...",Thread.CurrentThread.Name);
            }
            finally
            {
                  Console.WriteLine("Thread {0} Exiting. ",Thread.CurrentThread.Name);
            }
      }
}


Output:
Started thread ThreadOne
Started thread ThreadTwo
Thread ThreadOne. Incrementer: 1
Thread ThreadOne. Incrementer: 2
Thread ThreadOne. Incrementer: 3
Thread ThreadTwo. Incrementer: 3
Thread ThreadTwo. Incrementer: 4
Thread ThreadOne. Incrementer: 4
Thread ThreadTwo. Incrementer: 5
Thread ThreadOne. Incrementer: 5
Thread ThreadTwo. Incrementer: 6
Thread ThreadOne. Incrementer: 6

استفاده از InterLock

یکی دیگر از امکاناتی که در اختیار دارید، امکان InterLock است که براساس آن می توانید برای برنامه های در حال اجرا Lock تعریف کنید. برای این کار C# تابعی به نام InterLock در اختیار شما قرار می دهد که شامل دو تابع Increment و Decrement است.

نمونه ی ساده ای از نحوه استفاده و خروجی تابع در زیر آمده است:

public void Incrementer( )
{
      try
      {
            while (counter < 1000)
            {
                  Interlocked.Increment(ref counter);
                  // simulate some work in this method
                  Thread.Sleep(1);
                  // assign the decremented value
                  // and display the results
                  Console.WriteLine("Thread {0}. Incrementer: {1}", Thread.CurrentThread.Name,counter);
            }
      }
}

 Output (excerpts):
Started thread ThreadOne
Started thread ThreadTwo
Thread ThreadOne. Incrementer: 1
Thread ThreadTwo. Incrementer: 2
Thread ThreadOne. Incrementer: 3
Thread ThreadTwo. Incrementer: 4
Thread ThreadOne. Incrementer: 5
Thread ThreadTwo. Incrementer: 6
Thread ThreadOne. Incrementer: 7
Thread ThreadTwo. Incrementer: 8
Thread ThreadOne. Incrementer: 9
Thread ThreadTwo. Incrementer: 10
Thread ThreadOne. Incrementer: 11
Thread ThreadTwo. Incrementer: 12
Thread ThreadOne. Incrementer: 13
Thread ThreadTwo. Incrementer: 14
Thread ThreadOne. Incrementer: 15
Thread ThreadTwo. Incrementer: 16
Thread ThreadOne. Incrementer: 17
Thread ThreadTwo. Incrementer: 18
Thread ThreadOne. Incrementer: 19
Thread ThreadTwo. Incrementer: 20