初探.NET多线程

         好多天没有更新Blog了，一直都在忙着寻找如何将IronPython集成至GUI中的方法。一开始我把问题看得太简单了，因为我看了来自CodeProject的ShellControl - A console emulation control这篇文章之后，很幼稚地认为只需要把源代码中的cmd.exe换IronPythonConsole.exe 就可以大功告成了，然而事实证明我的想法是很愚蠢的。尽管IronPythonConsole与cmd同为可执行文件，但是它们与作为输入输出的RichTextBox之间的关系是不同的。对cmd而言，是一种顺序的处理方式：TextBox接受用户输入－> 用户按下Enter触发相应的EventHandler，在EventHandler中创建Process以运行cmd.exe －> 将结果返回至TextBox。在这个过程中，每一条指令的输入都会相应地创建新的Process，而这个Process的life cycle仅仅存在于用户按下Enter触发的事件响应函数中；反观IronPythonConsole的情况就不是这样的了，我们需要的是一个GUI Thread来响应用户的输入，同时需要一个Worker Thread调用IronPythonConsole来完成用户输入并给出相应的输出，很明显我需要进行多线程的开发了。面对着多线程，我真的很困窘，因为自己在这个方面的经验几乎为零。不过没有办法，为了FantasyPython，只能明知山有虎，偏向虎山行了。
        也许是自己天性愚钝吧，看了两天的文章，也还没有很好的solution，不过对于Multithreading倒是有了一点小小的认识，谨记于此。首先是使用多线程的重要性了。这点其实不必多言，大家都会知道把占用大量CPU周期的数据处理放到GUI Thread中，造成GUI无法响应用户的操作是一种十分糟糕的做法。为了实现更好的用户体验，就应该创建新的进程来处理持续时间较长的操作，通常我们会把负责非UI操作的进程称为Worker Thread(工作进程)。重要性说完了，让我们关注到更具体的多线程实现上来。
        在.NET中进行多线程开发，会有很多选择，其中最常见的就是使用Control.Invoke方法了。Invoke方法提供了一种在Worker Thread调用GUI Thread中delegate的途径。同时结合Control.InvokeRequired的属性，我们也可以轻易地判断某个线程是否为创建该Control的线程。为了对Invoke方法有更深入的认识，我仔细地阅读了CodeProject上《Worker Threads In C#》一文^[1]。在文中有这样的代码：

m_form.Invoke(m_form.m_DelegateAddString, new Object[] {s});

这里给出了Invoke方法的一种使用方式，但是可惜的是，我并不能对其使用的必要性有充分的理解。因为我把这段代码改为m_form.AddString(s)，并且将AddString方法的access modifier由private改为public，程序仍然是运行好好的。那么Invoke方法的意义在于什么呢？而MSDN给Invoke方法下的定义又是如此的简单：Executes the specified delegate on the thread that owns the control's underlying window handle. 真的是看不明白了，烦请各位朋友不吝赐教。
        问题虽然有，但是认识还得接着说。多线程开发很重要的一点就是线程间的通信问题，在CodeProject的这篇文章中，Worker Thread与GUI Thread是通过ManualResetEvent来实现的。我们从文中的代码：

// Worker Thread
if ( m_EventStop.WaitOne(0, true) ) {
    m_EventStopped.Set();
    return;
}

// GUI Thread
if ( m_WorkerThread != null  &&  m_WorkerThread.IsAlive ) {
    m_EventStopThread.Set();
    while (m_WorkerThread.IsAlive) {
        if ( WaitHandle.WaitAll((new ManualResetEvent[] {m_EventThreadStopped}), 100,true) ) {
            break;
        }

        Application.DoEvents();
    }
}

  
可以看到Worker Thread与GUI Thread之间的通信过程：
        1、当Worker Thread处于活动状态，而GUI Thread通过设置m_EventStopThread的状态向Worker Thread发出Signal，并使自己进入循环等待状态，直至接收到由Worker Thread发出的Signal；
        2、Worker Thread在接收到该Signal之后采取相应的操作，例子中的操作就是通过设置m_EventStopped的状态向GUI Thread发出自己已经停止的Signal并且返回；
        3、GUI Thread接收到来自Worker Thread发出的Signal后，跳出循环；
        呼，终于说完了。由于自己刚刚开始接触C#的MultiThreading开发，疏漏一定不少。请各位路过的朋友不要错过扔砖头的机会哦，^_^

        [1] 小新0574为这篇不错的文章提供了译文，有兴趣的朋友可以参考一下中文版。