C#_多线程编程入门

字面理解：多个线程同时工作的过程。

案例①   单线程

        #region ① 单线程做菜
        /// <summary>
        /// ① 单线程做菜:执行任务时,什么操作都动不了.
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void SingleThread_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Thread.Sleep(3000);
            MessageBox.Show("素菜做好了","友情提示");
            Thread.Sleep(3000);
            MessageBox.Show("荤菜做好了", "友情提示");
        }
        #endregion

单线程_效果

做菜（先做完素菜，再做荤菜）时，当前窗口无法操作（移动、拉伸等）。

案例②  多线程

        #region ② 多线程做菜
        /// <summary>
        /// ② 多线程做菜:执行任务时,可以对其他功能操作
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void multiThreading_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Thread thread = new Thread(() =>
            {
                Thread.Sleep(3000);
                MessageBox.Show("素菜做好了", "友情提示");
                Thread.Sleep(5000);
                MessageBox.Show("荤菜做好了", "友情提示");
            });
            thread.Start();
        }
        #endregion

多线程_效果

做菜（先做完素菜，再做荤菜）时，当前窗口进可以行操作（移动、拉伸等）。

案例③  任务

        #region ③ 任务做菜
        /// <summary>
        /// ③ 任务做菜:执行任务时,可以对其他功能操作
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void btnTask_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(3000);
                MessageBox.Show("素菜做好了", "友情提示");
                Thread.Sleep(5000);
                MessageBox.Show("荤菜做好了", "友情提示");
            });
        }
        #endregion

任务_效果

做菜（先做完素菜，再做荤菜）时，当前窗口进可以行操作（移动、拉伸等）。

案例④  同步

        #region ④ 同步做菜
        /// <summary>
        /// ④ 同步做菜:同时运行任务
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void btnSynchornization_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(3000);
                MessageBox.Show("素菜做好了", "友情提示");
            });
            Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(5000);
                MessageBox.Show("荤菜做好了", "友情提示");
            });
        }
        #endregion

同步_效果

素菜和荤菜可以同时做，当前窗口进可以行操作（移动、拉伸等）。

案例⑤  异步

        #region 做好菜了,来吃饭(异步)
        /// <summary>
        /// ⑤ 做好菜了,来吃饭(异步):等待任务完成后,才继续往下执行.
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private async void btnAsync_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            await Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(3000);
                MessageBox.Show("素菜做好了", "友情提示");
                Thread.Sleep(5000);
                MessageBox.Show("荤菜做好了", "友情提示");
            });
            MessageBox.Show("做好菜了,来吃饭", "友情提示");
        }
        #endregion

异步_效果

等待完成这个任务完成后，才执行“来吃饭”；UI和逻辑不在同个线程。

案例⑥  并行

        #region ⑥ 做好菜了,来吃饭(并行)
        /// <summary>
        /// ⑥ 做好菜了,来吃饭(并行):异步完成任务后,才继续往下执行.
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void btnParallel_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //1. 创建泛型为Task的集合对象
            List<Task> Ltasks = new List<Task>();
            //2. 添加任务
            Ltasks.Add(Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(3000);
                MessageBox.Show("素菜做好了", "友情提示");
            }));
            Ltasks.Add(Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(5000);
                MessageBox.Show("荤菜做好了", "友情提示");
            }));
            //3. 将所有Task对象完成后,创建新的异步延续任务
            Task.WhenAll(Ltasks).ContinueWith(ts =>
            {
                MessageBox.Show("做好菜了,来吃饭", "友情提示");
            });

        }
        #endregion

并行_效果

等待完成所有任务完成后，才执行“来吃饭”；UI和逻辑不在同个线程。

案例⑦  使用线程组件跨线程传输信息和状态

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;

namespace MyWorkBook.MyTest
{
    public partial class ThreadForm : Form
    {
        public ThreadForm()
        {
            InitializeComponent();
            backgroundWorker1.WorkerReportsProgress = true;//是否支持发送进度报告。
            backgroundWorker1.WorkerSupportsCancellation = true;//是否支持取消异步操作。
        }

        /// <summary>
        /// 线程控件触发事件
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void backgroundWorker1_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
        {
            //通过Object对象可以获取线程组件；以下代码会另起一个线程，而不是在UI线程中运行。
            BackgroundWorker worker = sender as BackgroundWorker;

            for(int i = 1; i <= 100; i++)
            {
                if(worker.CancellationPending == true)//应用程序已请求取消后台操作
                {
                    e.Cancel = true;//取消事件--更改运行返回状态，并不能取消停止
                    break;
                }
                else
                {
                    Thread.Sleep(50);//实际应用编码时，该程式是为工作代码。
                    worker.ReportProgress(i);//当线程进度发给改变时，触发线程组件发生改变后触发事件（backgroundWorker1_ProgressChanged）并传参。
/*发送*/
                    var data = Tuple.Create("Hallen",true,27);//创建元数组数据。
                    worker.ReportProgress(i, data);

                }
            }
            e.Result = e.Argument;//根据操作异步参数给操作异步结果赋值---应用于线程完成（失败/成功）后触发事件。
        }

        /// <summary>
        /// 线程组件发生改变后触发事件---在创建BackgroundWorker线程上执行，是异步调用，和引发事件代码是在不同线程。
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void backgroundWorker1_ProgressChanged(object sender, ProgressChangedEventArgs e)
        {
            progressBar1.Value = e.ProgressPercentage;//将异步任务进度百分比赋值给进度条
            resultLabel.Text = (e.ProgressPercentage.ToString() + "%");//将异步任务进度百分比赋值给标签组件显示进度数值

/*接收---跨线程接收信息和状态*/

            if(e.UserState != null)
            {
                Tuple<string, bool, int> data = (Tuple<string, bool, int>)e.UserState;
                lbl_state.Text = $"姓名{data.Item1},性别{data.Item2},年龄{data.Item3}";
            }            
        }

        /// <summary>
        /// 启动按钮触发事件
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if(backgroundWorker1.IsBusy != true)//判断异步操作不在进行
            {
                backgroundWorker1.RunWorkerAsync("你是坏淫吗？对，你是的。");//开始异步操作
            }
        }

        /// <summary>
        /// 取消按钮触发事件
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if(backgroundWorker1.WorkerSupportsCancellation == true)//判断支持异步取消操作
            {
                backgroundWorker1.CancelAsync();//请求取消挂起后台操作
            }
        }

        /// <summary>
        /// 线程完成（失败/成功）后触发事件
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void backgroundWorker1_RunWorkerCompleted(object sender, RunWorkerCompletedEventArgs e)
        {
            if(e.Cancelled == true)//后台操作已取消
            {
                resultLabel.Text = "Canceled";
            }else if(e.Error != null)//异步操作期间发生错误
            {
                resultLabel.Text = "Error:"+ e.Error.Message;
            }
            else//后台操作成功
            {
                resultLabel.Text = "Done! Result = "+ e.Result;
            }
        }
    }
}

 运行效果

 

案例⑧  使用Invoke跨线程传输信息和状态

        #region ②串口数据接收事件
        /// <summary>
        /// ②串口数据接收事件
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void port_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)//串口数据接收事件
        {
            Invoke((EventHandler)delegate  //在UI线程上执行委托，而以下代码是委托需求。
            {

                Thread.Sleep(20);

                if (radioButton4.Checked)//接收模式为字符模式
                {
                    string str1 = serialPort1.ReadExisting();//字符串模式读
                    textBox1.AppendText(str1 + "\r\n");
                }//添加内容

                if (radioButton2.Checked)//接收模式为数值模式
                {
                    byte data = (byte)serialPort1.ReadByte();//此处需要强制类型转换，将int类型数据转换byte类型数据，不必考虑是否丢失数据
                    string str2 = Convert.ToString(data, 16).ToUpper();//转换为大写十六进制字符串
                    textBox1.AppendText("0x" + (str2.Length == 1 ? "0" + str2 : str2) + "\r\n");
                }

                if (radioButton6.Checked)//接收模式为中文模式

                {
                    //在c#中，如果是通过串口要给下位机发送中文编码或给其他软件（如串口调试助手），则最好采用unicode编码
                    //System.Text.UnicodeEcoding unic= new System.Text.UnicodeEcoding ();
                    //Byte[] writeBytes = unic.GetBytes("你好世界");---接收
                    //serialPort.Write(writeBytes, 0, writeBytes.Length);--发送

                    UTF8Encoding utf8 = new UTF8Encoding();//创建UTF8编码对象
                    Byte[] readBytes = new Byte[serialPort1.BytesToRead];//获取缓冲区数据的字节数
                    serialPort1.Read(readBytes, 0, readBytes.Length);
                    String decodedString = utf8.GetString(readBytes);//UTF8解码后转换为string类型
                    textBox1.AppendText(decodedString + "\r\n");
                }
            });
        }
        #endregion