Greg Ewing
Clarity Consulting Inc.

摘要：本文論述了各種模式的線程（單線程、單元線程和自由線程）以及每種模式的使用方法。同時(shí)，還提供了一個(gè)使用線程的 C# 語言代碼示例，以幫助您編寫使用線程的應(yīng)用程序。本文還討論了多線程代碼中的一些重要問題。

目錄

簡介
線程背景
示例應(yīng)用程序
多線程代碼問題
總結(jié)

簡介

編寫多線程 Microsoft® 消息隊(duì)列 (MSMQ) 觸發(fā)器應(yīng)用程序向來是一件讓人畏懼的事情。不過，.NET 框架線程和消息類的出現(xiàn)使這項(xiàng)工作變得比以前容易了。這些類允許您使用任何適用于 .NET 框架的語言來編寫多線程應(yīng)用程序。以前，像 Microsoft Visual Basic® 之類的工具對線程的支持十分有限。因此不得不使用 C++ 來編寫多線程代碼，通過 Visual Basic 構(gòu)建由多個(gè)過程或 ActiveX DLL 組成的解決方案（這種解決方案一點(diǎn)也不理想），或者干脆完全放棄多線程。使用 .NET 框架，您可以構(gòu)建各種多線程應(yīng)用程序，而不用考慮選擇使用哪種語言。

本文將逐步介紹構(gòu)建偵聽并處理來自 Microsoft 消息隊(duì)列的多線程應(yīng)用程序的過程。本文將著重討論兩個(gè)名稱空間 System.Threading 和 System.Messaging。示例代碼是用 C# 語言編寫的，但您可以輕松地將其轉(zhuǎn)換為您所使用的語言。

線程背景

在 Win32 環(huán)境中，線程有三種基本模式：單線程、單元線程和自由線程。

單線程

您最初編寫的某些應(yīng)用程序很可能是單線程應(yīng)用程序，僅包含與應(yīng)用程序進(jìn)程對應(yīng)的線程。進(jìn)程可以被定義為應(yīng)用程序的實(shí)例，擁有該應(yīng)用程序的內(nèi)存空間。大多數(shù) Windows 應(yīng)用程序都是單線程的，即用一個(gè)線程完成所有工作。

單元線程

單元線程是一種稍微復(fù)雜的線程模式。標(biāo)記用于單元線程的代碼可以在其自己的線程中執(zhí)行，并限制在自己的單元中。線程可以被定義為進(jìn)程所擁有的實(shí)體。處理時(shí)將調(diào)度該進(jìn)程。在單元線程模式中，所有線程都在主應(yīng)用程序內(nèi)存中各自的子段范圍內(nèi)運(yùn)行。此模式允許多個(gè)代碼實(shí)例同時(shí)但獨(dú)立地運(yùn)行。例如，在 .NET 之前，Visual Basic 僅限于創(chuàng)建單元線程組件和應(yīng)用程序。

自由線程

自由線程是最復(fù)雜的線程模式。在自由線程模式中，多個(gè)線程可以同時(shí)調(diào)用相同的方法和組件。與單元線程不同，自由線程不會(huì)被限制在獨(dú)立的內(nèi)存空間。當(dāng)應(yīng)用程序必須進(jìn)行大量相似而又獨(dú)立的數(shù)學(xué)計(jì)算時(shí)，您可能需要使用自由線程。在這種情況下，您需要生成多個(gè)線程使用相同的代碼示例來執(zhí)行計(jì)算。可能 C++ 開發(fā)人員是僅有的編寫過自由線程應(yīng)用程序的應(yīng)用程序開發(fā)人員，因?yàn)橄?Visual Basic 6.0 這樣的語言幾乎不可能編寫自由線程應(yīng)用程序。

使用線程模式

為了使您對線程模式有一定的概念，我們可以將其想象為從一所屋子搬到另一所屋子。如果您采用單線程方法，則需要您自己完成從打包到扛箱子再到拆包的所有工作。如果您使用單元線程模式，則表示您邀請了好朋友來幫忙。每個(gè)朋友在一個(gè)單獨(dú)的房間里工作，并且不能幫助在其他房間工作的人。他們各自負(fù)責(zé)自己的空間和空間內(nèi)的物品搬運(yùn)。如果您采用自由線程方法，您仍然邀請相同的朋友來幫忙，但是所有朋友可以隨時(shí)在任何一個(gè)房間工作，共同打包物品。與此類似，您的房子就是運(yùn)行所有線程的進(jìn)程，每個(gè)朋友都是一個(gè)代碼實(shí)例，搬運(yùn)的物品為應(yīng)用程序的資源和變量。

本示例解釋了不同線程模式的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。單元線程比單線程要快，因?yàn)橛卸鄠€(gè)組件實(shí)例在工作。在某些情況下，自由線程比單元線程更快更有效，這是因?yàn)樗惺虑橥瑫r(shí)發(fā)生，并且可以共享所有資源。但是，當(dāng)多線程更改共享資源時(shí)，這可能會(huì)出現(xiàn)問題。假設(shè)一個(gè)人開始使用箱子打包廚房用具，此時(shí)另一個(gè)朋友進(jìn)來了，要使用同一個(gè)箱子打包浴室的東西。第一個(gè)朋友在箱子上貼上了“廚房用具”，另一個(gè)朋友用“洗漱用品”標(biāo)簽覆蓋了原標(biāo)簽。結(jié)果，當(dāng)您拆包時(shí)，就會(huì)發(fā)生將廚房用品搬到浴室的情況。

示例應(yīng)用程序

第一步是要檢查示例應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。應(yīng)用程序?qū)⑸啥鄠€(gè)線程，每個(gè)線程都偵聽來自 MSMQ 隊(duì)列的消息。本示例使用兩個(gè)類，主 Form 類和自定義 MQListen 類。Form 類將處理用戶界面并創(chuàng)建，管理和破壞輔助線程。MQListen 類包含所有代碼，包括輔助線程運(yùn)行所需的消息隊(duì)列因素。

準(zhǔn)備應(yīng)用程序

• 要啟動(dòng)應(yīng)用程序，請打開 Visual Studio .NET 并創(chuàng)建一個(gè)名為 MultiThreadedMQListener 的新 C# Windows 應(yīng)用程序。打開窗體的屬性，將其命名為 QueueListenerForm。畫出初始窗體后，將兩個(gè)標(biāo)簽、兩個(gè)按鈕、一個(gè)狀態(tài)欄和兩個(gè)文本框拖放到窗體上。將第一個(gè)文本框命名為 Server，第二個(gè)文本框命名為 Queue。將第一個(gè)按鈕命名為 StartListening，第二個(gè)按鈕命名為 StopListening。可以保留狀態(tài)欄的默認(rèn)名稱 statusBar1。
• 下一步，單擊 Project（項(xiàng)目）菜單并單擊 Add Reference（添加引用），以向 System.Messaging 名稱空間添加一個(gè)引用。在 .NET 組件列表中找到并選擇 System.Messaging.Dll。名稱空間包含與 MSMQ 隊(duì)列通信所使用的類。
• 下一步，單擊 File（文件）菜單，然后單擊 Add New Item（添加新項(xiàng)），以在項(xiàng)目中添加一個(gè)新類。選擇 Class（類）模板并將其命名為 MQListen。在類的頂部添加下列 using 語句：

  // C#
      using System.Threading;
      using System.Messaging;

  System.Threading 名稱空間允許您訪問所有必要的線程功能，在本例中，您可以訪問 Thread 類和 ThreadInterruptException 構(gòu)造函數(shù)。該名稱空間還包括許多其他高級功能，本文不作詳細(xì)討論。System.Messaging 名稱空間允許您訪問 MSMQ 功能，包括向隊(duì)列發(fā)送消息和接收隊(duì)列消息。在本例中，您將使用 MessageQueue 類來接收消息。還必須在主窗體代碼中添加 using System.Threading。

所有引用就位后，您就可以開始編寫代碼了。

輔助線程

首先需要構(gòu)建封裝所有線程工作的 MQListen 類。將下列代碼插入 MQListen 中。

// C#
public class MQListen
{
private string m_MachineName;
private string m_QueueName;
// 構(gòu)造函數(shù)接收必要的隊(duì)列信息。
public MQListen(string MachineName, string QueueName)
{
m_MachineName = MachineName;
m_QueueName = QueueName;
}
// 每個(gè)線程用來偵聽 MQ 消息的一種唯一方法
public void Listen()
{
// 創(chuàng)建一個(gè) MessageQueue 對象。
System.Messaging.MessageQueue MQ  = new
System.Messaging.MessageQueue();
// 設(shè)置 MessageQueue 對象的路徑屬性。
MQ.Path = m_MachineName + "\\private$\\" + m_QueueName;
// 創(chuàng)建一個(gè) Message 對象。
System.Messaging.Message Message = new
System.Messaging.Message();
// 重復(fù)上述步驟，直到收到中斷。
while (true)
{
try
{
// 休眠以在中斷發(fā)出時(shí)捕捉中斷。
System.Threading.Thread.Sleep(100);
// 將 Message 對象設(shè)置為與接收函數(shù)的結(jié)果相等。
// 持續(xù)時(shí)間（天、小時(shí)、分鐘、秒）。
Message = MQ.Receive(new TimeSpan(0, 0, 0, 1));
// 顯示已接收消息的標(biāo)簽
System.Windows.Forms.MessageBox.Show(" Label: " + Message.Label);
}
catch (ThreadInterruptedException e)
{
// 從主線程捕捉 ThreadInterrupt 并退出。
Console.WriteLine("Exiting Thread");
Message.Dispose();
MQ.Dispose();
break;
}
catch (Exception GenericException)
{
// 捕捉接收過程中拋出的所有異常。
Console.WriteLine(GenericException.Message);
}
}
}
}

代碼討論

MQListen 類包含一個(gè)不同于構(gòu)造函數(shù)的函數(shù)。該函數(shù)封裝每個(gè)輔助線程要執(zhí)行的所有工作。在主線程中，您向線程構(gòu)造函數(shù)傳遞一個(gè)對此函數(shù)的引用，以便在啟動(dòng)線程時(shí)執(zhí)行該函數(shù)。

Listen 所做的第一件事情是設(shè)置一個(gè)消息隊(duì)列對象。MessageQueue 構(gòu)造函數(shù)通過三種實(shí)現(xiàn)進(jìn)行重載。第一種實(shí)現(xiàn)使用兩個(gè)參數(shù)：一個(gè)字符串參數(shù)，指定偵聽隊(duì)列的位置；一個(gè)布爾值參數(shù)，指示是否為訪問隊(duì)列的第一個(gè)應(yīng)用程序賦予獨(dú)占讀取隊(duì)列的權(quán)限。第二種實(shí)現(xiàn)只使用隊(duì)列路徑參數(shù)，第三種實(shí)現(xiàn)不使用參數(shù)。為了簡便起見，您可以使用第三種實(shí)現(xiàn)，在下一行分配路徑。

如果您引用了隊(duì)列，則必須創(chuàng)建一個(gè)消息對象。消息構(gòu)造函數(shù)也有三種實(shí)現(xiàn)方式。如果您想將消息寫入隊(duì)列，則可以使用前兩種實(shí)現(xiàn)。這兩種實(shí)現(xiàn)采用兩個(gè)對象：一個(gè)是位于消息正文中的對象；一個(gè)是定義如何將對象序列化到消息正文的 IMessageFormatter 對象。在本例中，您將從隊(duì)列中讀取數(shù)據(jù)，以初始化空的消息對象。

初始化對象后，您需要輸入執(zhí)行所有工作的主循環(huán)。然后，當(dāng)主線程調(diào)用 Interrupt 終止這些線程時(shí)，則只有在線程處于等待、睡眠或連接狀態(tài)下才會(huì)被中斷。如果沒有處于上述三種狀態(tài)，則要等到下次進(jìn)入這三種狀態(tài)中的一種時(shí)才會(huì)被中斷。要確保輔助線程進(jìn)入等待、睡眠或連接狀態(tài)，請調(diào)用位于 System.Threading 名稱空間的 Sleep 方法。對于使用過 Windows API 睡眠函數(shù)的 C++ 和 Visual Basic 開發(fā)人員而言，Sleep 方法并不陌生。它只使用一個(gè)參數(shù)：線程處于睡眠狀態(tài)的毫秒數(shù)。如果您從未調(diào)用過 Sleep，輔助線程將永遠(yuǎn)不會(huì)進(jìn)入可以接收中斷請求的狀態(tài)，而會(huì)無限制地繼續(xù)下去，除非您手動(dòng)關(guān)閉進(jìn)程。

MQ Receive 方法有兩種實(shí)現(xiàn)。第一種實(shí)現(xiàn)不使用參數(shù)，將一直等待接收消息。第二種實(shí)現(xiàn)（本例使用這種實(shí)現(xiàn)）使用 TimeSpan 對象指定一個(gè)超時(shí)值。TimeSpan 構(gòu)造函數(shù)包含四個(gè)參數(shù)：日、小時(shí)、分鐘和秒。在本例中，Receive 方法在超時(shí)和返回前將等待一秒種。

收到的消息將被分配給先前創(chuàng)建的消息對象，然后，便可以對其進(jìn)行處理了。本例打開一個(gè)帶有標(biāo)簽的消息框，并刪除了此消息。如果您想在實(shí)際使用中采用此代碼，則可以在此處放置任何消息處理代碼。

當(dāng)輔助線程收到 Interrupt 請求后，將發(fā)出一個(gè) ThreadInterruptedException 異常。要捕捉此異常，請?jiān)?try-catch 塊中包含 Sleep 和 Receive 函數(shù)。您應(yīng)當(dāng)指定兩個(gè)捕獲：第一個(gè)用于捕獲中斷異常，第二個(gè)用于處理捕獲到的錯(cuò)誤異常。捕獲到中斷異常時(shí)，請首先將其寫入線程正在退出的調(diào)試窗口。下一步，對隊(duì)列對象和消息對象調(diào)用 Dispose 方法，以保證所有內(nèi)存都被清空并發(fā)送到內(nèi)存回收器。最后，中斷 while 循環(huán)。

函數(shù)退出 while 循環(huán)后，關(guān)聯(lián)的線程也將立即結(jié)束，代碼為 0。在調(diào)試窗口，您將看到一則消息，例如“The thread '<name>' (0x660) has exited with code 0 (0x0)”（線程 '<name>' (0x660) 已經(jīng)退出，代碼為 0 (0x0)）。現(xiàn)在，線程已經(jīng)退出該環(huán)境，并已自動(dòng)被破壞。主線程和輔助線程都不需要執(zhí)行專門的清除操作。

主窗體

下一步是向窗體添加代碼以生成輔助線程并針對各輔助線程啟動(dòng) MQListen 類。首先，請向窗體添加下列函數(shù)：

// C#
private void StartThreads()
{
int LoopCounter; // 線程計(jì)數(shù)
StopListeningFlag = false; // 跟蹤輔助線程是否應(yīng)當(dāng)
// 終止的標(biāo)志。
// 將一個(gè)包含 5 個(gè)線程的數(shù)組聲明為輔助線程。
Thread[] ThreadArray = new Thread[5];
// 聲明包含輔助線程的所有代碼的類。
MQListen objMQListen = new
MQListen(this.ServerName.Text,this.QueueName.Text);
for (LoopCounter = 0; LoopCounter < NUMBER_THREADS; LoopCounter++)
{
// 創(chuàng)建一個(gè) Thread 對象。
ThreadArray[LoopCounter] = new Thread(new
ThreadStart(objMQListen.Listen));
// 啟動(dòng)線程將調(diào)用 ThreadStart 委托。
ThreadArray[LoopCounter].Start();
}
statusBar1.Text = LoopCounter.ToString() + " listener threads started";
while (!StopListeningFlag)
{
// 等待用戶按下停止按鈕。
// 在等待過程中，讓系統(tǒng)處理其他事件。
System.Windows.Forms.Application.DoEvents();
}
statusBar1.Text = "Stop request received, stopping threads";
// 向每個(gè)線程發(fā)送一個(gè)中斷請求。
for (LoopCounter = 0;LoopCounter < NUMBER_THREADS; LoopCounter++)
{
ThreadArray[LoopCounter].Interrupt();
}
statusBar1.Text = "All Threads have been stopped";
}

代碼討論

要啟動(dòng)此函數(shù)，請創(chuàng)建一個(gè)包含 5 個(gè)項(xiàng)目的線程數(shù)組。此數(shù)組將保持對所有線程的引用，以備將來使用。

MQListen 類的構(gòu)造函數(shù)使用兩個(gè)參數(shù)：包含消息隊(duì)列的計(jì)算機(jī)名以及要偵聽的隊(duì)列的名稱。構(gòu)造函數(shù)使用文本框中的值來為這兩個(gè)參數(shù)賦值。

要?jiǎng)?chuàng)建線程，您需要進(jìn)入循環(huán)以初始化每個(gè)線程對象。Thread 構(gòu)造函數(shù)要求您向其傳遞一個(gè)委托，該委托在調(diào)用線程的 Start 方法時(shí)指向要調(diào)用的函數(shù)。您希望線程開始使用 MQListen.Listen 函數(shù)，但該線程并不是一個(gè)委托。為了滿足線程構(gòu)造函數(shù)的要求，您必須傳遞一個(gè) ThreadStart 對象，該對象將創(chuàng)建一個(gè)給定函數(shù)名稱的委托。此時(shí)，請向 ThreadStart 對象傳遞一個(gè)對 MQListen.Listen 函數(shù)的引用。由于該數(shù)組元素已被初始化，請立即調(diào)用 Start 來開始線程。

所有線程開始后，請用相應(yīng)的消息來更新窗體中的狀態(tài)欄。隨著線程的運(yùn)行和偵聽隊(duì)列，主線程將等待用戶請求應(yīng)用程序停止偵聽。為此，主線程將進(jìn)入一個(gè) while 循環(huán)，直至您單擊 StopListening 按鈕更改 StopListeningFlag 的值。在此等待循環(huán)中，將允許應(yīng)用程序使用 Forms.Application.DoEvents 方法處理其他需要處理的工作。對于熟悉 Visual Basic 的讀者來說，這一點(diǎn)與舊的 DoEvents 方法相同。對于熟悉 C++ 的讀者來說，這等于編寫一個(gè) MSG 泵。

當(dāng)用戶單擊 StopListening 按鈕時(shí)，該循環(huán)將退出并進(jìn)入線程關(guān)閉代碼。要關(guān)閉所有線程，代碼必須檢查線程數(shù)組，并向每個(gè)線程發(fā)送一個(gè)中斷信號(hào)。在此循環(huán)內(nèi)部，請對數(shù)組中的每個(gè)線程調(diào)用 Interrupt 方法。調(diào)用此方法之前，MQListen 類中的代碼將繼續(xù)正常執(zhí)行。因此，您可以對每個(gè)輔助線程調(diào)用 Interrupt，而不必考慮線程是否正在處理其他事件。完成后，線程類將處理所有線程的清除。最后，請?jiān)谕顺銮案轮鞔绑w中的狀態(tài)欄。

現(xiàn)在，您需要在按鈕后添加代碼。請向 StartListening 按鈕的 Click 事件添加以下代碼：

// C#
statusBar1.Text = "Starting Threads";
StartThreads();

這將更新狀態(tài)欄并調(diào)用 StartThreads 方法。對于 StopListening 按鈕，您只需使用以下代碼將 StopListeningFlag 設(shè)置為 True：

// C#
StopListeningFlag = true;

最后一步是為 StopListeningFlag 添加窗體級的變量。請?jiān)诖绑w代碼的頂部添加以下行：

// C#
private bool StopListeningFlag = false;

要測試應(yīng)用程序，您可以下載 MQWrite，這是一個(gè)寫入消息隊(duì)列的示例應(yīng)用程序。

多線程代碼問題

您已經(jīng)完成了示例代碼，因此您已經(jīng)具備編寫自己的多線程應(yīng)用程序所需的工具。線程可以顯著提高某些應(yīng)用程序的性能和可伸縮性。在功能增強(qiáng)的同時(shí)，您還必須了解線程有危險(xiǎn)的一面。使用線程可能會(huì)破壞您的應(yīng)用程序，這樣的情況確實(shí)存在。線程可能會(huì)阻止運(yùn)行，造成無法預(yù)料的后果，甚至?xí)?dǎo)致應(yīng)用程序停止運(yùn)行。

如果您有多個(gè)線程，請確保它們之間不存在互相等待以到達(dá)某一點(diǎn)或完成的情況。如果操作錯(cuò)誤，可能會(huì)導(dǎo)致死鎖狀態(tài)，兩個(gè)線程都無法完成，因?yàn)樗鼈兌荚谙嗷サ却?/p>

如果多線程要求訪問不能輕易共享的資源（如軟盤驅(qū)動(dòng)器、串行端口或紅外線端口），您可能需要避免使用線程或需要使用一種更高級的線程工具（如 synclocks 或 mutexes）來管理并發(fā)性。如果兩個(gè)線程試圖同時(shí)訪問這些資源，其中一個(gè)線程將無法獲得資源，或者會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞。

使用線程的另一個(gè)常見問題是競爭狀態(tài)。如果一個(gè)線程正在將數(shù)據(jù)寫入文件，而另一個(gè)線程正在從該文件中讀取數(shù)據(jù)，您將無法知道哪個(gè)線程先完成。這種情況稱為競爭狀態(tài)，因?yàn)閮蓚€(gè)線程都在競相到達(dá)文件末尾。如果讀取線程快于寫入線程，則將返回?zé)o法預(yù)料的結(jié)果。

使用線程時(shí)，還應(yīng)當(dāng)考慮所有線程是否都能夠完全獨(dú)立地進(jìn)行工作。如果確實(shí)需要來回傳遞數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)相對簡單的情況下，只要小心操作即可。傳遞復(fù)雜對象時(shí)，來回移動(dòng)這些對象的封送代價(jià)將十分可觀。這將導(dǎo)致操作系統(tǒng)管理的額外開銷并且會(huì)降低總體性能。

另一個(gè)問題是將代碼轉(zhuǎn)交給其他開發(fā)人員的傳遞成本。雖然 .NET 確實(shí)使線程變得容易，但請注意，維護(hù)您代碼的下一位開發(fā)人員必須了解要使用的線程。盡管這不是避免使用線程的理由，但是它充分說明了應(yīng)該提供足夠的代碼注釋。

這些問題本身并不能打消您使用線程的熱情，但您在設(shè)計(jì)應(yīng)用程序和決定是否使用線程時(shí)應(yīng)該考慮到這些問題。遺憾的是，本文無法詳細(xì)論述某些避免這些問題的方法。如果您已決定使用線程但遇到了上述某些問題，請檢查 synclocks 或 mutexes 看是否能解決問題或引導(dǎo)您使用其他解決方案。

總結(jié)

有了上述信息，您就可以編寫使用線程的應(yīng)用程序。不過，在編寫過程中，請記住上面提到的問題。如果使用得當(dāng)，那么，與單線程相比，多線程應(yīng)用程序?qū)⒕哂懈玫男阅芎涂缮炜s性。但是，如果使用不當(dāng)，使用線程會(huì)適得其反，并且會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用程序不穩(wěn)定。



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線程

線程是一個(gè)能獨(dú)立于程序的其他部分運(yùn)行的作業(yè)。線程屬于一個(gè)過程，獲得自己的CPU時(shí)間片。基于WIN32的應(yīng)用程序可以使用多個(gè)可執(zhí)行的線程，稱為多線程。Windows 3.x不能提供一種機(jī)制天然地支持多線程應(yīng)用程序，但是一些為Windows 3.x編寫應(yīng)用程序的公司使用他們自己的線程安排。

基于WIN32的應(yīng)用軟件能在給定的過程中產(chǎn)生多個(gè)線程。依靠生成多個(gè)線程，應(yīng)用程序能夠完成一些后臺(tái)操作，例如計(jì)算，這樣程序就能運(yùn)行得更快。當(dāng)線程運(yùn)行時(shí)，用戶仍能繼續(xù)影響程序。正如前面談到的，當(dāng)一個(gè)應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)，就產(chǎn)生了一個(gè)相應(yīng)的過程。那么應(yīng)用程序就能有一個(gè)單獨(dú)的線程等待鍵盤輸入或執(zhí)行一個(gè)操作,例如脫機(jī)打印或計(jì)算電子表格中各項(xiàng)的總數(shù)。

在網(wǎng)絡(luò)世界中，當(dāng)你試圖調(diào)整你站點(diǎn)的服務(wù)器的性能時(shí)，就要運(yùn)行線程。如果你使用的是IIS，你可以在服務(wù)器上設(shè)置對于每個(gè)處理器所能創(chuàng)建的線程的最大數(shù)目。這樣，就能在處理器間更均勻地分配工作，從而加速你的站點(diǎn)。

線程模式

現(xiàn)在，為了讓你知道線程是什么和在哪能使用他們，讓我們看一下使用線程時(shí)你可能要運(yùn)行的應(yīng)用程序：ActiveX組件。ActiveX組件是獨(dú)立于其他代碼運(yùn)行，基于COM的代碼。這聽起來是不是很熟悉？當(dāng)你使用ActiveX組件時(shí)，必須在操作系統(tǒng)中注冊。其中的一條注冊信息就是，這個(gè)ActiveX組件是否支持多個(gè)線程，如果支持怎樣支持。這就是線程模式。

組件支持的基本線程模式有：單線程，單元線程，組合線程。下面幾個(gè)部分將談?wù)劽恳环N模式對組件來說意味著什么。

單線程

如果組件被標(biāo)記（即注冊）為單線程組件，這就意味著所有可執(zhí)行函數(shù)（稱作方法）都將在組件的一個(gè)共享線程中運(yùn)行。這就類似于沒有生成獨(dú)立的可執(zhí)行線程的應(yīng)用程序。單線程組件的缺點(diǎn)是一次只能運(yùn)行一個(gè)方法。如果多次調(diào)用組件，例如調(diào)用組件中的存儲(chǔ)方法，就會(huì)產(chǎn)生瓶頸，因?yàn)橐淮沃荒苡幸粋€(gè)調(diào)用。

如果你正在創(chuàng)建或使用一個(gè)ActiveX組件，建議不要使用單線程組件。

單元線程

如果一個(gè)組件被標(biāo)記為單元線程，那么每個(gè)可執(zhí)行的方法都將在一個(gè)和組件相聯(lián)系的線程上運(yùn)行。之所以成為單元線程是因?yàn)椋總€(gè)新生成的組件實(shí)例都有一個(gè)相應(yīng)的線程單元，每個(gè)正在運(yùn)行的組件都有它自己的線程。單元線程組件要比單線程組件要好，因?yàn)槎鄠€(gè)組件可以在各自的單元中同時(shí)運(yùn)行方法。

自由線程

一個(gè)自由線程組件是一個(gè)支持多線程單元的多線程組件。這意味著多個(gè)方法調(diào)用可同時(shí)運(yùn)行，因?yàn)槊總€(gè)調(diào)用都有自己的運(yùn)行線程。這能使你的組件運(yùn)行快得多，但也有一些缺點(diǎn)。運(yùn)行在同一單元中的單元組件可以在單元中直接調(diào)用其他組件的方法，這是一個(gè)非常快的操作。但是，自由線程組件必須從一個(gè)單元向另一個(gè)單元調(diào)用。為了實(shí)現(xiàn)這一操作，WIN32生成了一個(gè)代理，用來通過單元界線。這對于每個(gè)需要的功能調(diào)用來說就產(chǎn)生了系統(tǒng)開銷，從而減低了系統(tǒng)的速度。每一個(gè)訪問自由組件的調(diào)用都有一個(gè)相應(yīng)的代理。既然代理調(diào)用比直接調(diào)用慢，那么自然會(huì)有性能方面的降低。

關(guān)于自由線程組件另一個(gè)需要注意的是：他們不是真正自由的。如果你創(chuàng)建了一個(gè)自由線程組件。你仍必須確保組件中的線程完全同步。這不是一件容易的事。只是簡單地把你的組件標(biāo)記為是自由線程的，并不能使你的組件支持多線程，你仍要去做使你的組件自由線程化的工作。如果你不做這個(gè)工作，你的共享數(shù)據(jù)可能被破壞。這里說明一下為什么：讓我們假定你有一個(gè)方法計(jì)算某個(gè)數(shù)然后把它寫到某個(gè)變量中。此方法被傳入一個(gè)初始值例如是4，在隨后的計(jì)算中這個(gè)變量的值增長為5。在方法結(jié)束時(shí)這個(gè)最后的值被寫入到變量中。如果一次只有一個(gè)計(jì)算過程的話，所有這些會(huì)工作得很好。然而，當(dāng)數(shù)據(jù)正在被改變時(shí)，另一個(gè)線程試圖訪問它，那么重新得到的數(shù)據(jù)就有可能是錯(cuò)誤的。下面的圖表說明了這一點(diǎn)。

為了修正這一錯(cuò)誤，開發(fā)者為對象提供了線程同步。線程同步是在正在運(yùn)行你想保護(hù)的某一其他代碼時(shí)運(yùn)行的代碼。操作系統(tǒng)并不先占這個(gè)代碼，直到獲得一個(gè)可以中斷的信號(hào)。如果你想了解更多的有關(guān)線程同步對象的詳細(xì)內(nèi)容，你不應(yīng)該閱讀Geek Speak column！不，我的意思是，“注意看一下本文后面列出的參考閱讀文獻(xiàn)”。

圖二，共享數(shù)據(jù)被多線程訪問搞亂了

組合線程

讀到這，你也許會(huì)想既然每種形式的線程都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，為什么不把不同的線程模式結(jié)合起來使用呢？組合線程模式也許符合你的要求。一個(gè)被標(biāo)記為組合線程的組件既有單元線程組件的特性又有自由線程組件的特性。當(dāng)一個(gè)組件被標(biāo)記為組合線程時(shí)，這個(gè)組件將總是在和生成它的對象所在單元相同的單元中創(chuàng)建。如果組件是被一個(gè)標(biāo)記為單線程的對象創(chuàng)建的，那么這個(gè)組件的行為將和一個(gè)單元線程組件一樣，并且它將在線程單元中創(chuàng)建。這就意味著，組件和創(chuàng)建它的對象之間的調(diào)用，不需要一個(gè)為通信提供的代理調(diào)用。

如果新組件是被自由線程組件創(chuàng)建的，那么這個(gè)組件將表現(xiàn)得像一個(gè)自由線程組件，但是它將在同一單元中運(yùn)行，因此新組件能夠直接訪問創(chuàng)建它的對象（既不需代理調(diào)用）。切記，如果你打算把你的組件標(biāo)記為組合線程，你必須提供線程同步保護(hù)你的線程數(shù)據(jù)。

線程

線程是一個(gè)能獨(dú)立于程序的其他部分運(yùn)行的作業(yè)。線程屬于一個(gè)過程，獲得自己的CPU時(shí)間片。基于WIN32的應(yīng)用程序可以使用多個(gè)可執(zhí)行的線程，稱為多線程。Windows 3.x不能提供一種機(jī)制天然地支持多線程應(yīng)用程序，但是一些為Windows 3.x編寫應(yīng)用程序的公司使用他們自己的線程安排。

基于WIN32的應(yīng)用軟件能在給定的過程中產(chǎn)生多個(gè)線程。依靠生成多個(gè)線程，應(yīng)用程序能夠完成一些后臺(tái)操作，例如計(jì)算，這樣程序就能運(yùn)行得更快。當(dāng)線程運(yùn)行時(shí)，用戶仍能繼續(xù)影響程序。正如前面談到的，當(dāng)一個(gè)應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)，就產(chǎn)生了一個(gè)相應(yīng)的過程。那么應(yīng)用程序就能有一個(gè)單獨(dú)的線程等待鍵盤輸入或執(zhí)行一個(gè)操作,例如脫機(jī)打印或計(jì)算電子表格中各項(xiàng)的總數(shù)。

在網(wǎng)絡(luò)世界中，當(dāng)你試圖調(diào)整你站點(diǎn)的服務(wù)器的性能時(shí)，就要運(yùn)行線程。如果你使用的是IIS，你可以在服務(wù)器上設(shè)置對于每個(gè)處理器所能創(chuàng)建的線程的最大數(shù)目。這樣，就能在處理器間更均勻地分配工作，從而加速你的站點(diǎn)。

線程模式

現(xiàn)在，為了讓你知道線程是什么和在哪能使用他們，讓我們看一下使用線程時(shí)你可能要運(yùn)行的應(yīng)用程序：ActiveX組件。ActiveX組件是獨(dú)立于其他代碼運(yùn)行，基于COM的代碼。這聽起來是不是很熟悉？當(dāng)你使用ActiveX組件時(shí)，必須在操作系統(tǒng)中注冊。其中的一條注冊信息就是，這個(gè)ActiveX組件是否支持多個(gè)線程，如果支持怎樣支持。這就是線程模式。

組件支持的基本線程模式有：單線程，單元線程，組合線程。下面幾個(gè)部分將談?wù)劽恳环N模式對組件來說意味著什么。

單線程

如果組件被標(biāo)記（即注冊）為單線程組件，這就意味著所有可執(zhí)行函數(shù)（稱作方法）都將在組件的一個(gè)共享線程中運(yùn)行。這就類似于沒有生成獨(dú)立的可執(zhí)行線程的應(yīng)用程序。單線程組件的缺點(diǎn)是一次只能運(yùn)行一個(gè)方法。如果多次調(diào)用組件，例如調(diào)用組件中的存儲(chǔ)方法，就會(huì)產(chǎn)生瓶頸，因?yàn)橐淮沃荒苡幸粋€(gè)調(diào)用。

如果你正在創(chuàng)建或使用一個(gè)ActiveX組件，建議不要使用單線程組件。

單元線程

如果一個(gè)組件被標(biāo)記為單元線程，那么每個(gè)可執(zhí)行的方法都將在一個(gè)和組件相聯(lián)系的線程上運(yùn)行。之所以成為單元線程是因?yàn)椋總€(gè)新生成的組件實(shí)例都有一個(gè)相應(yīng)的線程單元，每個(gè)正在運(yùn)行的組件都有它自己的線程。單元線程組件要比單線程組件要好，因?yàn)槎鄠€(gè)組件可以在各自的單元中同時(shí)運(yùn)行方法。

自由線程

一個(gè)自由線程組件是一個(gè)支持多線程單元的多線程組件。這意味著多個(gè)方法調(diào)用可同時(shí)運(yùn)行，因?yàn)槊總€(gè)調(diào)用都有自己的運(yùn)行線程。這能使你的組件運(yùn)行快得多，但也有一些缺點(diǎn)。運(yùn)行在同一單元中的單元組件可以在單元中直接調(diào)用其他組件的方法，這是一個(gè)非常快的操作。但是，自由線程組件必須從一個(gè)單元向另一個(gè)單元調(diào)用。為了實(shí)現(xiàn)這一操作，WIN32生成了一個(gè)代理，用來通過單元界線。這對于每個(gè)需要的功能調(diào)用來說就產(chǎn)生了系統(tǒng)開銷，從而減低了系統(tǒng)的速度。每一個(gè)訪問自由組件的調(diào)用都有一個(gè)相應(yīng)的代理。既然代理調(diào)用比直接調(diào)用慢，那么自然會(huì)有性能方面的降低。

關(guān)于自由線程組件另一個(gè)需要注意的是：他們不是真正自由的。如果你創(chuàng)建了一個(gè)自由線程組件。你仍必須確保組件中的線程完全同步。這不是一件容易的事。只是簡單地把你的組件標(biāo)記為是自由線程的，并不能使你的組件支持多線程，你仍要去做使你的組件自由線程化的工作。如果你不做這個(gè)工作，你的共享數(shù)據(jù)可能被破壞。這里說明一下為什么：讓我們假定你有一個(gè)方法計(jì)算某個(gè)數(shù)然后把它寫到某個(gè)變量中。此方法被傳入一個(gè)初始值例如是4，在隨后的計(jì)算中這個(gè)變量的值增長為5。在方法結(jié)束時(shí)這個(gè)最后的值被寫入到變量中。如果一次只有一個(gè)計(jì)算過程的話，所有這些會(huì)工作得很好。然而，當(dāng)數(shù)據(jù)正在被改變時(shí)，另一個(gè)線程試圖訪問它，那么重新得到的數(shù)據(jù)就有可能是錯(cuò)誤的。下面的圖表說明了這一點(diǎn)。

為了修正這一錯(cuò)誤，開發(fā)者為對象提供了線程同步。線程同步是在正在運(yùn)行你想保護(hù)的某一其他代碼時(shí)運(yùn)行的代碼。操作系統(tǒng)并不先占這個(gè)代碼，直到獲得一個(gè)可以中斷的信號(hào)。如果你想了解更多的有關(guān)線程同步對象的詳細(xì)內(nèi)容，你不應(yīng)該閱讀Geek Speak column！不，我的意思是，“注意看一下本文后面列出的參考閱讀文獻(xiàn)”。

圖二，共享數(shù)據(jù)被多線程訪問搞亂了

組合線程

讀到這，你也許會(huì)想既然每種形式的線程都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，為什么不把不同的線程模式結(jié)合起來使用呢？組合線程模式也許符合你的要求。一個(gè)被標(biāo)記為組合線程的組件既有單元線程組件的特性又有自由線程組件的特性。當(dāng)一個(gè)組件被標(biāo)記為組合線程時(shí)，這個(gè)組件將總是在和生成它的對象所在單元相同的單元中創(chuàng)建。如果組件是被一個(gè)標(biāo)記為單線程的對象創(chuàng)建的，那么這個(gè)組件的行為將和一個(gè)單元線程組件一樣，并且它將在線程單元中創(chuàng)建。這就意味著，組件和創(chuàng)建它的對象之間的調(diào)用，不需要一個(gè)為通信提供的代理調(diào)用。

如果新組件是被自由線程組件創(chuàng)建的，那么這個(gè)組件將表現(xiàn)得像一個(gè)自由線程組件，但是它將在同一單元中運(yùn)行，因此新組件能夠直接訪問創(chuàng)建它的對象（既不需代理調(diào)用）。切記，如果你打算把你的組件標(biāo)記為組合線程，你必須提供線程同步保護(hù)你的線程數(shù)據(jù)。