实例解析C++/CLI线程之线程状态持久性

管理线程

　　默认情况下，如果一个线程是前台线程，它将会一直执行下去，直到进入点函数结束，而不管它父类的生命期是多久；而在另一方面，后台线程则会在父类线程结束时自动结束。可通过设置Thread的IsBackground属性，把一个线程配置为后台线程，用同样的方法，也可把一个后台线程配置为前台线程。

　　一旦线程被启动，它即为活跃线程，可通过检查Thread的IsAlive属性来判断一个线程是否为活跃线程；通过调用Wait函数，并传递给它一个零毫秒，可使一个线程放弃剩余的CPU时间片；另外，线程还可通过CurrentThread::Thread::CurrentThread属性得到其自己的Thread对象。

　　每个线程都有与之相关的优先级，运行时环境（即操作系统）通过它来调度线程的执行，可通过Thread::Priority属性来设置或检测线程的优先级，它的范围从ThreadPriority::Lowest 到ThreadPriority::Highest，默认情况下，线程的优先级为ThreadPriority::Normal。另外，因为实现环境的不同，线程调度会有所不同，所以在控制线程方面，不应该过分依赖线程的优先级。

　　易变字段（域）

　　volatile这个限定类型告诉编译器，可能会有多个线程控制或访问它所指定的对象，尤其是，一个或多个线程可能将异步读写此变量。基本上，这个限定词是强制编译器在进行优化时不要那么"激进"。

　　请看例2中的代码段，在缺少volatile时，标记1中的代码完全可以忽略，因为在标记2中立即就改写了i的值；然而，指定了volatile后，编译器则必须执行这两行代码。

　　例2：

volatile int i = 0; /*1*/ i = 10; /*2*/ i = 20; /*3*/ if (i < 5 || i > 10) { // ... } int copy = i; /*4*/ if (copy < 5 || copy > 10) { // ... }

　　在标记3中，编译器必须生成取回值i的代码两次，但是，在两次取值过程中，数值都有可能改变。为确保我们测试的是同一个值，在此不得不以类似标记4的代码来代替。通过把值i的一个快照存储在一个非易变的变量中，我们就可以安全地多次使用这个值了--因为它的值不可能在"后台"改变。在此，使用volatile，可避免对特定类型变量的显式异步访问。

　　线程局部存储

　　当编写多线程应用程序时，只在特定的线程中使用特定的变量，这是一个非常好的习惯，请看例3的程序：

　　例3：

using namespace System; using namespace System::Threading; public ref class ThreadX { 　/*1*/ int m1; 　/*2*/ static int m2 = 20; 　/*3*/ [ThreadStatic] static int m3 = 30; 　public: 　　ThreadX() 　　{ 　　　m1 = 10; 　　} 　 　　void TMain() 　　{ 　　　String^ threadName = Thread::CurrentThread->Name; 　　　/*4*/ Monitor::Enter(ThreadX::typeid); 　　　for (int i = 1; i <= 5; ++i) 　　　{ 　　　　++m1; 　　　　++m2; 　　　　++m3; 　　　} 　　　Console::WriteLine("Thread {0}: m1 = {1}, m2 = {2}, m3 = {3}", threadName, m1, m2, m3); 　　　Monitor::Exit(ThreadX::typeid); 　} }; int main() { 　/*5*/ Thread::CurrentThread->Name = "t0"; 　ThreadX^ o1 = gcnew ThreadX; 　Thread^ t1 = gcnew Thread(gcnew ThreadStart(o1, &ThreadX::TMain)); 　t1->Name = "t1"; 　ThreadX^ o2 = gcnew ThreadX; 　Thread^ t2 = gcnew Thread(gcnew ThreadStart(o2, &ThreadX::TMain)); 　t2->Name = "t2"; 　t1->Start(); 　/*6*/ (gcnew ThreadX)->TMain(); 　t2->Start(); 　t1->Join(); 　t2->Join(); }

　　m1是一个实例字段，所以每个ThreadX的实例都有一份各自的拷贝，且在父类对象的生命期中都会存在；而另一方面，m2是一个类字段，所以对类来说，不管有几个类的实例，它只有单独的一个，从理论上来说，它将会一直存在，直到程序结束。但这两个字段都不是特定于某个线程的，如果以适当的构造，这两种类型的字段都能被多个线程访问。

　　简单来说，线程局部存储就是特定线程拥有的某段内存，这段内存在新线程创建时被分配，而在线程结束时被释放，它结合了局部变量的私有性和静态变量的持久性。通过指定ThreadStatic属性，可把一个字段标记为线程局部类型，如例中的标记3所示，在成为静态字段之后，m3甚至还能有一个初始化函数。

　　函数TMain为新线程的入口点，这个函数只是简单地递增这三个变量：m1、m2和m3，每回5次，并打印出它们当前的值。标记4中的同步锁保证了在这些字段递增或打印时，另一个线程不会同时访问它们。

　　在标记5中，主线程把它的名字设置为t0，接着创建并启动了两个线程，另外，它也把TMain当作了一个普通函数直接调用，而不是作为创建的新线程的一部分来调用。程序的输出请见插2。

　　插2：

Thread t0: m1 = 15, m2 = 25, m3 = 35 Thread t1: m1 = 15, m2 = 30, m3 = 5 Thread t2: m1 = 15, m2 = 35, m3 = 5

　　每个线程都有其自己的m1实例，它被初始化为10，所以在递增5次之后，每个线程中的值都为15。而m2则有所不同，所有的三个线程都共享同一变量，所以这一变量被递增了15次。

　　线程t1与t2在经过线程创建过程之后，每个都有其自己的m3，然而，这些线程局部变量会被赋予默认的零值，而不是在源代码中初始化的30，注意了，在经过5次递增之后，各个值均为5，而线程t0则有所不同，正如我们所看到的，这个线程不是由创建其他两个线程同样的机制创建的，所以，它的m3会接受显式初始化的值30。同时也请注意标记6，TMain作为一个普通函数被调用，而不是作为创建的新线程的一部分。