Rinnakkaisuus (.NET) Juha Järvensivu juha.jarvensivu@tut.fi 2007
Sisällys Rinnakkaisuus ja käyttöliittymäohjelmointi GUI-thread Asynkroninen delegaatti System.Timers.Timer Backgroundworker
Responsive GUI Käyttöliittymä ei missään tilanteessa jumiudu, vaan reagoi aina käyttäjän toimintoihin Käyttöliittymän tulee antaa palautetta pitkäkestoisten toimintojen aikana (esim progress bar)
GUI-thread
Prosessi vs Säie Prosessi Muistin suojauksen yksikkö, joka voi sisältää useita säikeitä jotka käyttävät samaa muistiavaruutta Säie Suorituksen yksikkö, joka ajetaan prosessin muistiavaruudessa
GUI-Thread Message queue Main Thread creates Worker thread Worker thread Worker thread
GUI-Thread Message queue Variable use Main Thread creates use Worker thread Worker thread Worker thread
System.Threading Foreground thread Mahdollisuus keskeyttää sovelluksen sulkeminen Ohjelma sulkeutuu vasta kun kaikkien Foregroundtyyppisten säikeiden suoritus on päättynyt. Background thread (daemon thread) Kun ohjelma suljetaan, myös kaikkien Background-säikeiden suoritus lopetaan automaattisesti
Esimerkki Thread secondarythread = new Thread( new ThreadStart(MyThreadProc) ); secondarythread.priority = ThreadPriority.Highest; secondarythread.isbackground = true; secondarythread.start(); static void MyThreadProc() // Säikeessä suoritettava koodi tänne
lock keyword Määrittelee koodilohkon, jonka suoritusta ei voida keskeyttää class WorkerClass public void DoSomeWork() lock(this) // Do some work
System.Threading.Monitor class WorkerClass public void DoSomeWork() try Monitor.Enter(this); // Do some work finally Monitor.Exit(this);
System.Monitor.Interlocked.NET:n aritmeettiset operaatiot eivät ole atomisia operaatioita! int i = 9; lock(this) i++; Interlocked.Increment(ref i);
Asynkroninen delegaatti
Synkroninen delegaatti class Program public delegate void MyDelegate(); public static void DoWork() for (int i = 0; i < 5; i++) Console.WriteLine("DoWork 0",i); Thread.Sleep(1000); static void Main(string[] args) MyDelegate d = new MyDelegate(DoWork); d(); Console.WriteLine("Done invoking delegate");
Asynkroninen delegaatti class Program public delegate void MyDelegate(); public static void DoWork() for (int i = 0; i < 5; i++) Console.WriteLine("DoWork 0",i); Thread.Sleep(1000); static void Main(string[] args) MyDelegate d = new MyDelegate(DoWork); IAsyncResult itfar = d.begininvoke(null, null); Console.WriteLine("Done invoking delegate "); int result = d.endinvoke(itfar); Console.WriteLine( delegate done");
Asynkroninen delegaatti class Program public delegate void MyDelegate(); public static void DoWork() for (int i = 0; i < 5; i++) Console.WriteLine("DoWork 0",i); Thread.Sleep(1000); public static void DoWorkCallback(IAsyncResult iftar) Console.WriteLine("delegate done"); static void Main(string[] args) MyDelegate d = new MyDelegate(DoWork); d.begininvoke(new AsyncCallback(DoWorkCallback), null); Console.WriteLine("Done invoking delegate "); // Estetään sovelluksen loppuminen Console.ReadLine();
Invoke-mekanismi
Control.Invoke Mahdollistaa UI-komponentin metodin kutsumisen toisesta säikeestä Toteutettu delegate mekanismin avulla Parametrina annettua delegaattifunktiota kutsutaan säikeestä, joka omistaa UIkomponentin
Virheellinen esimerkki! void StartThread() // Käynnistetään uusi säie Thread t = new Thread(new ThreadStart(DoSomeWork)); t.start(); void DoSomeWork() this.label1.text = Tehtävä valmis. Väärin!
Esimerkki private delegate void InvokeDelegate(); void StartThread() // Käynnistetään uusi säie Thread t = new Thread(new ThreadStart(DoSomeWork)); t.start(); private void Notify() this.label1.text = Tehtävä valmis. ; void DoSomeWork() // Toisessa säikeessä suoritettava koodi InvokeDelegate n = new InvokeDelegate(Notify); label1.invoke(n); Oikein
Timers Windows.Forms.Timers.Timer Windows based timer System.Timers.Timer Server based timer System.Threading.Timer Thread timers
System.Timers.Timer Ajetaan eri säikeessä kuin UI käytä invoke mekanismia UI-komponenttien päivittämiseen private System.Timers.Timer t = new Timer(); t.elapsed += new ElapsedEventHandler(t_Elapsed); void t_elapsed(object sender, ElapsedEventArgs e) InvokeDelegate n = new InvokeDelegate(Notify); label1.invoke(n); private void Notify() this.label1.text = "" + c1.value;
Background worker The BackgroundWorker class allows you to run an operation on a separate, dedicated thread. Time-consuming operations like downloads and database transactions can cause your user interface (UI) to seem as though it has stopped responding while they are running. When you want a responsive UI and you are faced with long delays associated with such operations, the BackgroundWorker class provides a convenient solution. Lähde: MSDN
Esimerkki private void InitializeBackgoundWorker() backgroundworker1.dowork += new DoWorkEventHandler(backgroundWorker1_DoWork); backgroundworker1.runworkercompleted += new RunWorkerCompletedEventHandler( backgroundworker1_runworkercompleted); backgroundworker1.progresschanged += new ProgressChangedEventHandler( backgroundworker1_progresschanged);
DoWork // This event handler is where the actual, // potentially time-consuming work is done. private void backgroundworker1_dowork(object sender, DoWorkEventArgs e) // Get the BackgroundWorker that raised this event. BackgroundWorker worker = sender as BackgroundWorker; // Assign the result of the computation // to the Result property of the DoWorkEventArgs // object. This is will be available to the // RunWorkerCompleted eventhandler. e.result = ComputeFibonacci((int)e.Argument, worker, e);
WorkCompleted // This event handler deals with the results of the background operation. private void backgroundworker1_runworkercompleted( object sender, RunWorkerCompletedEventArgs e) // First, handle the case where an exception was thrown. if (e.error!= null) MessageBox.Show(e.Error.Message); else if (e.cancelled) resultlabel.text = "Canceled"; else resultlabel.text = e.result.tostring();
ProgressChanged // This event handler updates the progress bar. private void backgroundworker1_progresschanged(object sender, ProgressChangedEventArgs e) this.progressbar1.value = e.progresspercentage; Long ComputeFibonacci( ) //... worker.reportprogress(percentcomplete); //
P / Invoke
WinApi rajapinnan kutsuminen.net ohjelmasta P/Invoke Platform invoke is a service that enables managed code to call unmanaged functions implemented in dynamic link libraries (DLLs), such as those in the Win32 API
P/Invoke
Esimerkki using System.Runtime.InteropServices; public class Win32 [DllImport("user32.dll", CharSet=CharSet.Auto)] public static extern int MessageBox(int hwnd, String text, String caption, uint type); public class HelloWorld public static void Main() Win32.MessageBox(0, "Hello World", "Platform Invoke Sample", 0);
Lähteet System.Threading http://msdn2.microsoft.com/enus/library/system.threading.aspx Threading (C# programming guide) http://msdn2.microsoft.com/en-us/library/ms173178.aspx P/Invoke http://msdn.microsoft.com/msdnmag/issues/03/07/net/ BackgroundWorker http://msdn2.microsoft.com/enus/library/system.componentmodel.backgroundworker.aspx
Lähteet Asynchronous Delegates http://msdn.microsoft.com/library/default.asp? url=/library/enus/cpguide/html/cpovrasynchronousdelegates.asp Control.Invoke http://msdn2.microsoft.com/enus/library/zyzhdc6b.aspx