厚积薄发，丰富的公用类库积累，助你高效进行系统开发（11）各种线程相关操作类...

作者： | 来源：互联网 | 2023-09-11 00:33

俗话说，一个好汉十个帮，众人拾柴火焰高等都说明一个道理，有更多的资源，更丰富的积累，都是助你走向成功ÿ

俗话说&＃xff0c;一个好汉十个帮&＃xff0c;众人拾柴火焰高等都说明一个道理&＃xff0c;有更多的资源&＃xff0c;更丰富的积累&＃xff0c;都是助你走向成功&＃xff0c;走向顶峰的推动力。

本篇的公用类库的介绍主题是程序开发中多线程操作环境中&＃xff0c;常用到的线程相关类&＃xff0c;本篇随笔介绍包含单件创建辅助类、Timer定时器、委托处理辅助类、队列的线程处理服务辅助类、可以取消执行操作的线程池辅助类、线程池辅助类、线程辅助类等对象&＃xff0c;这些辅助类覆盖了多线程开发中绝大多数的应用。良好的封装及操作&＃xff0c;给我们提供非常方便、高效的线程操作处理。

本篇继续继续整理优化已有的共用类库&＃xff0c;并继续发表随笔介绍公用类库的接口方法以及详细使用操作&＃xff0c;力求给自己继续优化&＃xff0c;积攒更丰富的公用类库资源&＃xff0c;加深了解的同时&＃xff0c;也给大家展现公用类库好的方面。

厚积薄发&＃xff0c;丰富的公用类库积累&＃xff0c;助你高效进行系统开发&＃xff08;10&＃xff09;---各种线程同步的集合类
厚积薄发&＃xff0c;丰富的公用类库积累&＃xff0c;助你高效进行系统开发&＃xff08;9&＃xff09;----各种常用辅助类
厚积薄发&＃xff0c;丰富的公用类库积累&＃xff0c;助你高效进行系统开发&＃xff08;8&＃xff09;----非对称加密、BASE64加密、MD5等常用加密处理
厚积薄发&＃xff0c;丰富的公用类库积累&＃xff0c;助你高效进行系统开发&＃xff08;7&＃xff09;-----声音播放、硬件信息、键盘模拟及钩子、鼠标模拟及钩子等设备相关
厚积薄发&＃xff0c;丰富的公用类库积累&＃xff0c;助你高效进行系统开发&＃xff08;6&＃xff09;----全屏截图、图标获取、图片打印、页面预览截屏、图片复杂操作等
厚积薄发&＃xff0c;丰富的公用类库积累&＃xff0c;助你高效进行系统开发&＃xff08;5&＃xff09;----热键、多线程、窗体动画冻结等窗体操作
厚积薄发&＃xff0c;丰富的公用类库积累&＃xff0c;助你高效进行系统开发&＃xff08;4&＃xff09;----CSV、Excel、INI文件、独立存储等文件相关
厚积薄发&＃xff0c;丰富的公用类库积累&＃xff0c;助你高效进行系统开发&＃xff08;3&＃xff09;----数据库相关操作
厚积薄发&＃xff0c;丰富的公用类库积累&＃xff0c;助你高效进行系统开发&＃xff08;2&＃xff09;----常用操作
厚积薄发&＃xff0c;丰富的公用类库积累&＃xff0c;助你高效进行系统开发&＃xff08;1&＃xff09;----开篇总结

1、单件操作辅助类 Singleton。

实现效果

1) 本辅助类主要是用来方便实现类对象的单件实例操作&＃xff0c;减少重复写单件实现代码的繁琐&＃xff0c;简化类的代码。

2&＃xff09;创建一个类对象的单件实例&＃xff0c;类对象的构造函数不能为Public修饰符的&＃xff0c;一般为private。

实现代码

1&＃xff09;辅助类提供的方法源码如下所示&＃xff1a;

///

/// 创建一个类对象的单件实例&＃xff0c;类对象的构造函数不能为Public修饰符的&＃xff0c;一般为private。
///

/// 待创建的对象类
public static class Singleton where T : class
{
static volatile T _instance;
static object _lock &＃61; new object();

static Singleton()
{
}

///

/// 创建/获取一个可以new的类对象的单件实例
///

public static T Instance
{
get
{
if (_instance &＃61;&＃61; null)
lock (_lock)
{
if (_instance &＃61;&＃61; null)
{
ConstructorInfo constructor &＃61; null;

try
{
// 构造函数不包含public修饰符的
constructor &＃61; typeof(T).GetConstructor(BindingFlags.Instance |
BindingFlags.NonPublic, null, new Type[0], null);
}
catch (Exception exception)
{
throw new InvalidOperationException(exception.Message, exception);
}

if (constructor &＃61;&＃61; null || constructor.IsAssembly)
{
throw new InvalidOperationException(string.Format("在&＃39;{0}&＃39;里面没有找到private或者protected的构造函数。", typeof(T).Name));
}

_instance &＃61; (T)constructor.Invoke(null);
}
}

return _instance;
}
}

2&＃xff09;辅助类Singleton的使用例子代码如下所示

///

/// 单件测试类
///

public class TestSingletonClass
{
///

/// 私有构造函数
///

private TestSingletonClass()
{
}

public void ShowMessage()
{
MessageUtil.ShowTips("单件实例测试函数");
}
}

private void btnSingleton_Click(object sender, EventArgs e)
{
//单件辅助类使用代码
Singleton.Instance.ShowMessage();
}

如果没有使用单件辅助类&＃xff0c;那么单件的测试类将会需要这样书写&＃xff0c;很明显多了很多行代码&＃xff0c;如果每个想单件处理的类都要这样写&＃xff0c;代码量还是很可观的&＃xff0c;而且比较繁琐。

///

/// 单件测试类
///

public class TestSingletonClass
{
private static TestSingletonClass m_Instance;

///

/// 单件实例
///

public static TestSingletonClass Instance
{
get
{
if (m_Instance &＃61;&＃61; null)
{
m_Instance &＃61; new TestSingletonClass();
}
return m_Instance;
}
}

///

/// 私有构造函数
///

private TestSingletonClass()
{
}

public void ShowMessage()
{
MessageUtil.ShowTips("单件实例测试函数");
}
}

2、定期执行某些任务的定时器辅助类Timer。

实现效果

1) 本辅助类主要是用来方便实现定时器辅助类&＃xff0c;功能和另外一个定时器辅助类TimerHelper差不多。

2&＃xff09; 定时器操作&＃xff0c;都通过对象锁以及在运行处理事件的时候&＃xff0c;动态改变间隔事件为无限等待&＃xff0c;处理完成后修改为间隔时间的方式&＃xff0c;实现对定时器的正常、安全执行&＃xff0c;不会发生运行一半又跳到下一个的处理过程中。

3&＃xff09;.NET提供了3种定时器实现&＃xff0c;他们的特点如下所示。该Timer辅助类是基于Threading.Timer的定时器实现。

Server Timers	System.Timers.Timer	基于服务器的计时器&＃xff0c;位于"工具箱"的“组件”选项卡上
Thread Timers	System.Threading.Timer	在编程时使用的线程计时器
Windows Timers	System.Windows.Forms.Timer	基于 Windows 的标准计时器&＃xff0c;"工具箱"的"Windows 窗体"选项卡上&＃xff1b;

实现代码

1&＃xff09;辅助类提供的方法接口如下所示&＃xff1a;

#region 事件或属性

///

/// 按定时器周期定期引发的事件
///

public event EventHandler Elapsed;

///

/// 定时器任务间隔&＃xff08;毫秒&＃xff09;
///

public int Period { get; set; }

///

/// 指示是否在方法开始的时候&＃xff0c;启动定时器Elapsed事件一次。默认为false。
///

public bool RunOnStart { get; set; }

#endregion

#region 构造函数

///

/// 创建一个定时器
///

/// 定时器间隔 (毫秒)
public Timer(int period) : this(period, false)

///

/// 创建一个定时器
///

/// 定时器间隔 (毫秒)
/// 指示是否在方法开始的时候&＃xff0c;启动定时器Elapsed事件一次
public Timer(int period, bool runOnStart)

#endregion

#region 方法

///

/// 启动定时器
///

public void Start()

///

/// 停止定时器
///

public void Stop()

///

/// 等待定时器停止
///

public void WaitToStop()

#endregion

2&＃xff09;辅助类Timer 的使用例子代码如下所示

private void btnTimer_Click(object sender, EventArgs e)
{
WHC.OrderWater.Commons.Threading.Timer timer &＃61; new WHC.OrderWater.Commons.Threading.Timer(1000, true);
timer.Elapsed &＃43;&＃61; new EventHandler(timer_Elapsed);
timer.Start();
}

void timer_Elapsed(object sender, EventArgs e)
{
if (!this.InvokeRequired)
return;

this.Invoke(new MethodInvoker(delegate()
{
this.btnTimer.Text &＃61; DateTime.Now.ToLongTimeString();
}));
}

3、定时器辅助类TimerHelper&＃xff0c;可指定运行间隔、延迟启动时间等操作。

实现效果

1) 本辅助类主要是用来方便实现定时器辅助类&＃xff0c;可指定运行间隔、延迟启动时间等操作。功能和另外一个定时器辅助类Timer差不多。

2&＃xff09;定时器操作&＃xff0c;都通过对象锁以及在运行处理事件的时候&＃xff0c;动态改变间隔事件为无限等待&＃xff0c;处理完成后修改为间隔时间的方式&＃xff0c;实现对定时器的正常、安全执行&＃xff0c;不会发生运行一半又跳到下一个的处理过程中。

实现代码

1&＃xff09;辅助类提供的方法接口如下所示&＃xff1a;

///

/// 定时器执行操作的函数原型
///

public delegate void TimerExecution();

///

/// 定时器执行时调用的操作
///

public event TimerExecution Execute;

///

/// 创建一个指定时间间隔的定时器&＃xff0c;并在指定的延迟后开始启动。&＃xff08;默认间隔为100毫秒&＃xff09;
///

public TimerHelper()

///

/// 创建一个指定时间间隔的定时器&＃xff0c;并在指定的延迟后开始启动。
///

/// 定时器执行操作的间隔时间&＃xff08;毫秒&＃xff09;
/// 指定的延迟时间&＃xff08;毫秒&＃xff09;
public TimerHelper(long interval, int startDelay)

///

/// 创建一个指定时间间隔的定时器
///

/// 定时器执行操作的间隔时间&＃xff08;毫秒&＃xff09;
/// 是否启动
public TimerHelper(long interval, bool start)

///

/// 启动定时器并指定延迟时间&＃xff08;毫秒&＃xff09;
///

/// 指定延迟时间&＃xff08;毫秒&＃xff09;
public void Start(int delayBeforeStart)

///

/// 立即启动定时器
///

public void Start()

///

/// 暂停定时器
/// 注意&＃xff1a;运行中的线程不会被停止
///

public void Pause()

///

/// 停止定时器
/// 注意&＃xff1a;运行中的线程不会被停止
///

public void Stop()

///

/// 定时器的处理时间
///

///
public void Tick(object obj)

///

/// 定时器的状态
///

public TimerState State

///

/// 获取或设置定时器的运行间隔
///

public long Interval

2&＃xff09;辅助类TimerHelper的使用例子代码如下所示

public FrmNewHouse()
{
InitializeComponent();

if (!this.DesignMode)
{
this.winGridViewPager1.OnPageChanged &＃43;&＃61; new EventHandler(winGridViewPager1_OnPageChanged);
this.winGridViewPager1.OnStartExport &＃43;&＃61; new EventHandler(winGridViewPager1_OnStartExport);
this.winGridViewPager1.OnRefresh &＃43;&＃61; new EventHandler(winGridViewPager1_OnRefresh);
this.winGridViewPager1.OnGridViewMouseDoubleClick &＃43;&＃61; new EventHandler(winGridViewPager1_OnGridViewMouseDoubleClick);
this.winGridViewPager1.ShowLineNumber &＃61; true;
this.winGridViewPager1.PagerInfo.PageSize &＃61; 20;
this.winGridViewPager1.BestFitColumnWith &＃61; true;
this.winGridViewPager1.AppendedMenu &＃61; this.contextMenuStrip1;
this.winGridViewPager1.gridView1.RowCellStyle &＃43;&＃61; new DevExpress.XtraGrid.Views.Grid.RowCellStyleEventHandler(gridView1_RowCellStyle);

//使用定时器&＃xff0c;定时刷新窗体的数据&＃xff0c;并提示客户更新情况
int interval &＃61; Portal.gc.GetRefreshSecond();//获取定时间隔时间
TimerHelper timer &＃61; new TimerHelper(interval, true);
timer.Execute &＃43;&＃61; new TimerHelper.TimerExecution(timer_Execute);
}
}

//通过Invoke来实现跨线程间的调用
void timer_Execute()
{
if (!this.InvokeRequired)
return;

this.Invoke(new MethodInvoker(delegate()
{
NotifyNewHouse();
}));
}

4、提供一个队列的线程处理服务辅助类 QueueServer。

实现效果

1) 本辅助类主要是用来方便实现提供一个队列的线程处理服务操作。QueueServer是一个先入先出&＃xff08;FIFO&＃xff09;的队列处理服务。

实现代码

1&＃xff09;辅助类提供的方法接口如下所示&＃xff1a;

#region 属性方法

///

/// 是否是背景线程
///

public bool IsBackground

///

/// 执行队列
///

public T[] Items

///

/// 队列数量
///

public int QueueCount

///

/// 将对象加到队列结尾
///

///
public void EnqueueItem(T item)

///

/// 清除队列
///

public void ClearItems()

#endregion

#region 线程处理

///

/// 处理单个元素
///

/// 元素项目
protected virtual void OnProcessItem(T item)

///

/// 处理函数
///

public event Action ProcessItem;

#endregion

2&＃xff09;辅助类QueueServer的使用例子代码如下所示

private void btnQueneServer_Click(object sender, EventArgs e)
{
QueueServer queueServer &＃61; new QueueServer();
queueServer.IsBackground &＃61; true;
queueServer.ProcessItem &＃43;&＃61; new Action(queueServer_ProcessItem);

//循环入队
for (int i &＃61; 0; i <100; i&＃43;&＃43;)
{
queueServer.EnqueueItem(new PreDataInfo(i.ToString(), DateTime.Now.ToString()));
Thread.Sleep(10);
}
}

///

/// 处理每个出队的操作
///

void queueServer_ProcessItem(PreDataInfo obj)
{
Console.WriteLine("{0} : {1}", obj.Key, obj.Data);
}
}

public class PreDataInfo
{
public string Key;
public string Data;

public PreDataInfo()
{
}

public PreDataInfo(string key, string data)
{
this.Key &＃61; key;
this.Data &＃61; data;
}
}

5、可以取消执行操作的线程池辅助类 AbortableThreadPool。

实现效果

1) 本辅助类主要是用来方便实现可以取消执行操作的线程池操作。

2&＃xff09;AbortableThreadPool线程辅助类可以使用常用的多线程处理环境中&＃xff0c;也可以使用在有些在运行过程中可能需要取消的线程处理环境中。

实现代码

1&＃xff09;辅助类提供的方法接口如下所示&＃xff1a;

///

/// 把执行操作放到队列中。当线程池的线程可用的时候&＃xff0c;方法执行。
///

/// 一个代表将要执行方法的WaitCallback对象
public static WorkItem QueueUserWorkItem(WaitCallback callback)

///

/// 把执行操作放到队列中&＃xff0c;并指定了一个对象&＃xff0c;它包含将要执行方法的数据。
/// 当线程池的线程可用的时候&＃xff0c;方法执行。
///

/// 一个代表将要执行方法的WaitCallback对象
/// 一个对象&＃xff0c;它包含将要执行方法的数据
public static WorkItem QueueUserWorkItem(WaitCallback callback, object state)

///

/// 取消指定的队列中的工作项。
///

/// 线程池中取消的项目
/// 如果设置为则允许终止线程
/// 项目队列的状态
public static WorkItemStatus Cancel(WorkItem item, bool allowAbort)

///

/// 获取指定队列中工作项的状态
///

/// 线程池中工作项
/// 工作项的状态
public static WorkItemStatus GetStatus(WorkItem item)

///

/// 取消所有任务
///

/// 线程是否终止
public static void CancelAll(bool allowAbort)

///

/// 类似Thread.Join,等待AbortableThreadPool执行完成
///

public static void Join()

///

/// 类似Thread.Join,等待AbortableThreadPool执行完成
///

/// 等待的毫秒数
///
public static bool Join(int millisecondsTimeout)

///

/// 类似Thread.Join,等待AbortableThreadPool执行完成
///

/// 等待的时间范围
///
public static bool Join(TimeSpan timeout)

///

/// 在队列中&＃xff0c;还未执行处理的数量
///

public static int QueueCount

///

/// 在执行中的线程数量
///

public static int WorkingCount

2&＃xff09;辅助类AbortableThreadPool的使用例子代码如下所示

private void btnAbortableThreadPool_Click(object sender, EventArgs e)
{
Console.WriteLine(string.Format("QueueCount:{0},WorkingCount:{1}", AbortableThreadPool.QueueCount, AbortableThreadPool.WorkingCount));

WorkItem workItem1 &＃61; AbortableThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(Test));
Console.WriteLine(string.Format("QueueCount:{0},WorkingCount:{1}", AbortableThreadPool.QueueCount, AbortableThreadPool.WorkingCount));

WorkItem workItem2 &＃61; AbortableThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(Test));
WorkItem workItem3 &＃61; AbortableThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(Test));
WorkItem workItem4 &＃61; AbortableThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(Test));
WorkItem workItem5 &＃61; AbortableThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(Test));
Console.WriteLine(string.Format("QueueCount:{0},WorkingCount:{1}", AbortableThreadPool.QueueCount, AbortableThreadPool.WorkingCount));
Thread.Sleep(1000);

Console.WriteLine(AbortableThreadPool.Cancel(workItem1, false));
Console.WriteLine(string.Format("QueueCount:{0},WorkingCount:{1}", AbortableThreadPool.QueueCount, AbortableThreadPool.WorkingCount));
Thread.Sleep(1000);

Console.WriteLine(AbortableThreadPool.Cancel(workItem1, true));
Console.WriteLine(string.Format("QueueCount:{0},WorkingCount:{1}", AbortableThreadPool.QueueCount, AbortableThreadPool.WorkingCount));
Thread.Sleep(1000);

//AbortableThreadPool.CancelAll(true);//可取消所有任务
AbortableThreadPool.Join(); //等待所有任务退出
Console.WriteLine(string.Format("QueueCount:{0},WorkingCount:{1}", AbortableThreadPool.QueueCount, AbortableThreadPool.WorkingCount));
}

static void Test(object state)
{
int i &＃61; 100;
while (i-- > 0)
{
Console.WriteLine(i);
Thread.Sleep(new Random((int)DateTime.Now.Ticks).Next(100));
}
}

6、委托处理辅助类DelegateHelper。

实现效果

1) 本辅助类主要是用来方便实现委托的处理。

2&＃xff09;使用委托处理辅助类DelegateHelper&＃xff0c;可以快速执行或者取消一些委托方法的执行。

实现代码

1&＃xff09;辅助类提供的方法接口如下所示&＃xff1a;

///

/// 执行委托操作
///

/// 目标委托对象
/// 参数
public static WorkItem InvokeDelegate(Delegate target, params object[] args)

///

/// 执行委托操作
///

/// 目标委托对象
public static WorkItem InvokeDelegate(Delegate target)

///

/// 中止指定的队列中委托
///

/// 目标委托对象
/// 项目队列中止操作的状态
public static WorkItemStatus AbortDelegate(WorkItem target)

2&＃xff09;辅助类DelegateHelper的使用例子代码如下所示

private void btnDelegeteHelper_Click(object sender, EventArgs e)
{
//无参数的委托
DelegateHelper.InvokeDelegate(new UpdateTextDelegate(this.UpdateText));

//有参数的委托
DelegateHelper.InvokeDelegate(new UpdateTextDelegate2(this.UpdateText), 100);

}
private delegate void UpdateTextDelegate();
private delegate void UpdateTextDelegate2(int count);
private void UpdateText()
{
for (int i &＃61; 0; i <1000; i&＃43;&＃43;)
{
Thread.Sleep(100);
}
}
private void UpdateText(int count)
{
for (int i &＃61; 0; i {
Thread.Sleep(100);
}
}

7、线程池辅助操作类 ThreadPoolHelper。

实现效果

1) 本辅助类主要是用来方便实现线程池辅助操作。。

实现代码

1&＃xff09;辅助类提供的方法接口如下所示&＃xff1a;

///

/// 方法委托
///

public delegate void WaitCallbackNew();

///

/// 把执行方法放到队列中。
/// 当线程池线程变为可用的时候&＃xff0c;方法执行。
///

/// 委托对象
public static bool QueueUserWorkItem(WaitCallbackNew callback)

///

/// 把执行方法放到队列中。
/// 当线程池线程变为可用的时候&＃xff0c;方法执行。
///

/// 委托对象数组
///
public static bool QueueUserWorkItems(params WaitCallbackNew[] proc)

///

///等待指定数组中所有元素收到信号
///

public static bool WaitAll()

///

///等待指定数组中任何一个元素收到信号
///

/// 满足等待的对象数组索引
public static int WaitAny()

2&＃xff09;辅助类ThreadPoolHelper的使用例子代码如下所示

private void UpdateText()
{
for (int i &＃61; 0; i <50; i&＃43;&＃43;)
{
Thread.Sleep(100);
}
}

private void btnThreadPool_Click(object sender, EventArgs e)
{
ThreadPoolHelper.QueueUserWorkItem(new ThreadPoolHelper.WaitCallbackNew(UpdateText));
ThreadPoolHelper.WaitAny(); //阻塞主界面线程&＃xff0c;到5秒循环结束后&＃xff0c;主界面可以操作
}

8、线程操作辅助类ThreadHelper。

实现效果

1) 本辅助类主要是用来方便实现线程的各种操作&＃xff0c;包括设置线程名称、优先级等及把执行方法放到队列中执行等基础性的线程操作。

实现代码

1&＃xff09;辅助类提供的方法接口如下所示&＃xff1a;

///

/// 线程名称&＃xff0c;最长不超过10个字符&＃xff01;
///

/// 线程名称
public static void SetThreadName(string name)

///

/// 设置线程优先级
///

/// 线程优先级
public static void SetThreadPriority(ThreadPriority priority)

///

/// 设置主线程的UI Culture
///

///
public static void SetMainThreadUICulture(string cultureName)

///

/// 把执行方法放到队列中&＃xff0c;并指定了一个对象&＃xff0c;它包含使用该方法的数据。
/// 当线程池线程变为可用的时候&＃xff0c;方法执行。
///

/// 工作项(WaitCallback)对象
/// 线程名称&＃xff0c;最长不超过10个字符&＃xff01;
/// 线程优先级
public static bool Queue(WaitCallback callBack, string threadName, ThreadPriority priority)

///

/// 把执行方法放到队列中&＃xff0c;并指定了一个对象&＃xff0c;它包含使用该方法的数据。
/// 当线程池线程变为可用的时候&＃xff0c;方法执行。
///

/// 工作项(WaitCallback)对象
/// 线程名称&＃xff0c;最长不超过10个字符&＃xff01;
/// 执行方法的数据
/// 线程优先级
public static bool Queue(WaitCallback callBack, string threadName, object state, ThreadPriority priority)

///

/// 线程休眠一段毫秒时间
///

/// 一段毫秒时间
public static void Sleep(int millisecondsTimeout)

///

/// 线程休眠一段时间
///

///
public static void Sleep(TimeSpan timeOut)

2&＃xff09;辅助类ThreadHelper的使用例子代码如下所示

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