12篇学通C#网络编程——第一篇 基础之进程线程

       在C#的网络编程中，进程和线程是必备的基础知识，同时也是一个重点，所以我们要好好的掌握一下。

一：概念

          首先我们要知道什么是”进程”，什么是“线程”，好，查一下baike。

  进程：是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次活动。它是操作系统动态执行的基本单元，

           在传统的操作系统中，进程既是基本的分配单元，也是基本的执行单元。

  线程：是"进程"中某个单一顺序的控制流。

关于这两个概念，大家稍微有个印象就行了，防止以后被面试官问到。

二：进程

       framework里面对“进程”的基本操作的封装还是蛮好的，能够满足我们实际开发中的基本应用。

<1> 获取进程信息

       framework中给我们获取进程的方式还是蛮多的，即可以按照Name获取，也可以按照ID获取，也可以获取本地和远程的进程信息。

public Process[] GetProcess(string ip = "")
        {
            if (string.IsNullOrEmpty(ip))
                return Process.GetProcesses();

            return Process.GetProcesses(ip);
        }

 Process process = Process.GetProcessById(Convert.ToInt32(processID));

<2> 启动和停止进程

  其实这个也没啥好说的，不过有一个注意点就是Process中的"kill"和"CloseMainWindow"的区别。

  windowMainWindow:  当我们打开的Process是一个有界面的应用程序时，推荐使用此方法，它相当于点击了应用程序的关闭按钮，是一个有序的

                                  终止应用程序的操作，而不像kill那么暴力。   

  kill：                         根据这个单词估计大家都知道啥意思吧，它的作用就是强制关闭我们打开的Process，往往会造成就是我们数据的丢失，所以

                                 说在万不得已的情况下不要使用kill，当然在无图形界面的应用程序中，kill是唯一能够结束Process的一个策略。

<3> 进程操作的一个演示

public class ProgessHelper
    {
        //主操作流程
        public static void MainProcess()
        {
            ProgessHelper helper = new ProgessHelper();

            var result = helper.GetProcess();

            helper.ShowProcess(result.Take(10).ToArray());

            Console.Write("\n请输入您要查看的进程：");

            helper.ShowProcessSingle(Console.ReadLine());

            Console.Write("\n请输入您要开启的程序：\t");

            var name = helper.StartProcess(Console.ReadLine());

            Console.WriteLine("程序已经开启，是否关闭？(0,1)");

            if (Console.ReadLine() == "1")
            {
                helper.StopProcess(name);

                Console.WriteLine("关闭成功。");
            }
        }

        #region 获取进程
        /// <summary>
/// 获取进程
/// </summary>
/// <param name="ip"></param>
/// <returns></returns>
        public Process[] GetProcess(string ip = "")
        {
            if (string.IsNullOrEmpty(ip))
                return Process.GetProcesses();

            return Process.GetProcesses(ip);
        }
        #endregion

        #region 查看进程
        /// <summary>
/// 查看进程
/// </summary>
/// <param name="process"></param>
        public void ShowProcess(Process[] process)
        {
            Console.WriteLine("进程ID\t进程名称\t物理内存\t\t启动时间\t文件名");

            foreach (var p in process)
            {
                try
                {
                    Console.WriteLine("{0}\t{1}\t{2}M\t\t{3}\t{4}", p.Id, p.ProcessName.Trim(), p.WorkingSet64 / 1024.0f / 1024.0f,
                                                                         p.StartTime, p.MainModule.FileName);
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    Console.WriteLine(ex.Message);
                }
            }
        }
        #endregion

        #region 根据ID查看指定的进程
        /// <summary>
/// 根据ID查看指定的进程
/// </summary>
/// <param name="processID"></param>
        public void ShowProcessSingle(string processID)
        {
            Process process = Process.GetProcessById(Convert.ToInt32(processID));

            Console.WriteLine("\n\n您要查看的进程详细信息如下：\n");

            try
            {
                var module = process.MainModule;

                Console.WriteLine("文件名:{0}\n版本{1}\n描叙{2}\n语言:{3}", module.FileName, module.FileVersionInfo.FileVersion,
                                                                           module.FileVersionInfo.FileDescription,
                                                                           module.FileVersionInfo.Language);
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine(e.Message);
            }
        }
        #endregion

        #region 进程开启
        /// <summary>
/// 进程开启
/// </summary>
/// <param name="fileName"></param>
/// <returns></returns>
        public string StartProcess(string fileName)
        {
            Process process = new Process();

            process.StartInfo = new ProcessStartInfo(fileName);

            process.Start();

            return process.ProcessName;
        }
        #endregion

        #region 终止进程
        /// <summary>
/// 终止进程
/// </summary>
/// <param name="name"></param>
        public void StopProcess(string name)
        {
            var process = Process.GetProcessesByName(name).FirstOrDefault();

            try
            {
                process.CloseMainWindow();
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.Message);
            }
        }
        #endregion
    }

快看，PPTV真的被我打开了，嗯，8错，Process还是蛮好玩的。

这里要注意一点：

      我们在59行中加上了Try Catch，这是因为每个Process都有一个MainModule属性，但并不是每一个MainModule都能被C#获取，

      如会出现如下的“拒绝访问”。

三： 线程

      同样线程的相关操作也已经被framework里面的Thread完美的封装，大大简化了我们的工作量，常用的操作如下

   <1> 启动线程。

   <2> 终止线程。

   <3> 暂停线程。

   <4> 合并线程。

             这个要解释一下，比如：t1线程在执行过程中需要等待t2执行完才能继续执行，此时我们就要将t2合并到t1中去，也就是在

          t1的代码块中写上t2.Join（）即可。同样Join中也可以加上等待t2执行的时间，不管t2是否执行完毕。

   <5> 线程同步

            估计大家也知道，多线程解决了系统的吞吐量和响应时间，同时也给我们留下了比如死锁，资源争用等问题，那么我们如何

          解决这些问题呢？呵呵，Anders Hejlsberg 这位老前辈已经给我们提供了很多的实现同步线程的类，比如Mutex，Monitor，

          Interlocked和AutoResetEvent，当然在实际应用中，我们还是喜欢使用简化版的lock，因为这玩意能够使编程简化，同时使

         程序看起来简洁明了。 

 <6>  同样我也举个例子

public class ThreadHelper
    {
        public static void MainThread()
        {

            ThreadHelper helper = new ThreadHelper(100);

            Thread[] thread = new Thread[20];

            for (int i = 0; i < 20; i++)
            {
                thread[i] = new Thread(helper.DoTransactions);

                thread[i].Name = "线程" + i;

            }

            foreach (var single in thread)
            {
                single.Start();
            }
        }

        int balance;

        object obj = new object();

        public ThreadHelper(int balance)
        {
            this.balance = balance;
        }

        #region 取款操作
        /// <summary>
/// 取款操作
/// </summary>
/// <param name="amount"></param>
        public void WithDraw(int amount)
        {
            lock (obj)
            {
                if (balance <= 0)
                {
                    Console.WriteLine("哈哈，已经取完了");
                    return;
                }

                if (balance >= amount)
                {
                    Console.WriteLine("取款前余额:{0},取款：{1},还剩余额:{2}", balance, amount, balance - amount);
                    balance = balance - amount;
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine("取款前余额:{0},取款：{1},还剩余额:{2}", balance, balance, balance = 0);
                }
            }
        }
        #endregion

        #region 自动取款操作
        /// <summary>
/// 自动取款操作
/// </summary>
        public void DoTransactions(object obj)
        {
            int random = new Random().Next(4, 10);

            Thread.Sleep(5000);

            WithDraw(random);
        }
        #endregion
    }

当我们加上lock的时候一切正常，但是当我们把lock去掉的时候，看看线程们会有“争用资源”的现象吗？，在下图中可以看到，出现了如下的现象，

当然这不是我想看到的结果，如果在实际应用中会是多么难找的bug。

<8> 线程池

     上面的例子中，我创建了20个线程来完成任务，比如在某些实际应用中，Client端的每个请求Server都需要创建一个线程来处理，

     那么当线程很多的时候并不是一件好事情，这会导致过度的使用系统资源而耗尽内存，那么自然就会引入“线程池”。

     线程池：是一个在后台执行多个任务的集合，他封装了我们对线程的基本操作，我们能做的就只要把“入口方法”丢给线程池就行了。

     特点：  线程池有最大线程数限制，大小在不同的机器上是否区别的，当池中的线程都是繁忙状态，后入的方法就会排队，直至池中有空闲

               的线程来处理。

     代码： 修改后如下

public static void MainThread()
        {

            ThreadHelper helper = new ThreadHelper(100);

            for (int i = 0; i < 20; i++)
            {
                ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(helper.DoTransactions));
            }

            //Thread[] thread = new Thread[20];

//for (int i = 0; i < 20; i++)
//{
//    thread[i] = new Thread(helper.DoTransactions);

//    thread[i].Name = "线程" + i;

//}

//foreach (var single in thread)
//{
//    single.Start();
//}
        }