مقاله - MultiThreading چیست؟

[علیرضا مداح]

مقدمه -
گاهی اوقات ممکن است که شما بخواهید برنامه شما دو یا چند عمل را به طور همزمان انجام دهد و یا اینکه نیاز به انجام عملیاتی که مدت زمان زیادی به طول می انجامد و یا زمان انجام آن معلوم نیست ، باشد ، بدون اینکه برنامه شما از دسترس کاربر خارج شود و به اصطلاح برنامه شما تا پایان یافتن عملیات قفل کند و همچنین کاربر بتواند عملیات را متوقف/معلق/شروع دوباره نماید . در چنین موقعیتی نیاز به MultiThreading حس میشود . به فرض مثال کد زیر را در نظر بگیرید :

        For i As Integer = 0 To 10000000

            For i2 As Integer = 0 To 100

                'Do Nothing

            Next

        Next

هنگامی که این عملیات شروع میشود ، کاربر توانایی کار با برنامه تا پایان یافتن آن را نخواهد داشت .

Thread چیست؟
Thread نامی برای جریان اجرای یک عملیات خاص میباشد و هنگامی که برنامه شما دارای چند Thread میباشد بدان معناست که قسمت های مختلفی از کد برنامه شما به طور همزمان در حال اجرا شدن میباشند . در حقیقت کامپیوتر زمان پردازش یک عملیات را به قسمت(slice) های مختلفی تقسیم میکند و هنگامی که شما یک Thread جدید را آغاز میکنید کامپیوتر قسمتی از زمان را به آن اختصاص میدهد . لازم به ذکر است که برنامه شما از ابتدا دارای یک Thread اصلی (Main Thread) برای اجرا کد مربوط به آن میباشد .

کار خود با Thread ها را آغاز مینماییم :
میخواهیم برنامه ای بنویسیم که تا یک عدد معین عملیات شمارش را انجام دهد .
1 – یک پروزه Windows Apploication به نام MutiThreading Sample ایجاد نمایید .
2 – یک Button به نام btnStart و یک TextBox به نام txtMAX به فرم اضافه نمایید .
3 – یک کلاس به نام clsCounter به پروژه اضافه کرده و کد زیر را در داخل آن قرارهید :

Public Class clsCounter

    Public MAX As Integer

    Public Event CountingFinished(ByVal Number As Integer)

    Sub StartCounting()

        Dim intTotal As Integer

        For i As Integer = 0 To MAX

            intTotal += 1

        Next

        RaiseEvent CountingFinished(intTotal)

    End Sub

End Class

توضیحات در مورد کد فوق :
• وظیفه این کلاس شمردن از 1 تا مقدار MAX میباشد .
• رویدادی با نام CountingFinished تعریف کردیم که هنگامی که عملیات شمارش به پایان برسد اتفاق می افتد .
• متد StartCounting از 1 تا مقدار intMax را شماره کرده و در هر بار اجرای حلقه یک واحد به مقدار متغیر intTotal اضافه میشود که در نهایت مساوی با مقدار MAXخواهد بود .
• پس از پایان شمارش رویداد CountingFinished را همراه با پاس کردن متغیر intTotal به آن اجرا مینماییم .

حال ما باید در هنگامی که دکمه کلیک میشود یک Thread جدید ایجاد کرده و سپس متد StartCounting کلاس clsCounter را اجرا کرده و رخدادن رویداد CountingFinished را کنترل نماییم . در زمانی که عملیات شمارش انجام میشود ما میتوانیم رابط کاربری را کنترل کرده و کاربر توانایی کار با برنامه را دارد .

حال کد زیر را به پروژه خود اضافه نمایید :

    Sub CountingFinishedEventHandler(ByVal N As Integer)

        System.Windows.Forms.MessageBox.Show("Counting Finished!")

    End Sub

    Private Sub Button1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles btnStart.Click

        Dim CounterClass As New clsCounter

        Dim CountingThread As New Threading.Thread(AddressOf CounterClass.StartCounting)

        CounterClass.MAX = Val(txtMax.Text)

        AddHandler CounterClass.CountingFinished, AddressOf CountingFinishedEventHandler

        CountingThread.Start()

    End Sub

توضیحات در مورد کد فوق :
•ابتدا یک پروسیجر برای کتترل رویداد CountingFinished مربوط به کلاس Counter ایجاد مینماییم . هنگامی که رویداد اتفاق بیافتد(عملیات شمارش به پایان برسد) ، پیغامی مبنی بر پایان یافتن عملیات به کاربر نشان داده خواهد شد .
• در رویداد Click شی ء btnStart ، ابتدا یک نمونه از کلاس CounterClass ایجاد مینماییم .
• سپس برای ایجاد شی ء Thread ، آدرس متذ clsCounter.StartCounting را به سازنده کلاس Thread پاس مینماییم به طوری که متد clsCounter.StartCounting را بعد از آوردن کلمه کلیدی addressof ، می آوریم .
• بعد ، توسط کلمه کلیدی Addhandle ، کنترل کننده رویداد که CountingFinishedEventHandler نام دارد را به رویداد clsCounter.CountingFinished متصل مینماییم .
• در آخر نیز توسط متد Start مربوط به شیء CountingThread ، عملیات را آغاز مینماییم .

برخی متدهای دیگر مربوط به شی ء Thread :
Suspend و Resume : در حالی که یک Thread در حال اجراست ، توسط متد Suspend میتوانید آن را معلق کنید که منجر به متوقف شدن آن تا زمانی که متد Resume اجرا شود ، خواهد گردید .
Abort : Thread را متوقف میکند .
Sleep : توسط این متد میتوانید اجرای Thread را برای پاره ای از زمان (برحسب میلی ثانیه) به حالت تعلیق دربیاورید .


اولویت بندی Thread ها :
شما کنترل بیشتری بر روی Threadها دارید و میتوانید مقدار زمانی که هر Thread نسبت به دیگر Thread ها دریافت میکند را از طریق خاصیت Priority تنظیم نمایید . این خاصیت توسط یکی از ثابت های شمارشی زیر که عضوی از ThreadPriority میباشد تنظیم میشود :
ThreadPriority.AboveNormal : اولویت بالاتری به Thread میدهد .
ThreadPriority.LowerPriority : اولویت پایین تری به Thread میدهد .
ThreadPriority.HighestPriority : بالاترین اولویت را به Thread میدهد .
ThreadPriority.LowestPriority : پایین ترین اولویت را به Thread میدهد .
ThreadPriority.Normal : تولویت نرمال را به Thread میدهد .

پیدا کردن وضعیت Thread :
وضعیت یک Thread را میتوانیم به وسیله خاصیت ThreadState به دست بیاوریم که به وسیله یکی از ثابتهای شمارشی System.Threading.ThreadState معین میگردد .
System.Threading.ThreadState.Initialized : بیان میکند که Thread مقداردهی اولیه شده اما هنوز شروع نگردیده است .>System.Threading.ThreadState.Ready : Thread آماده است .
System.Threading.ThreadState.Running : بیان میکند که Thread در حال اجرا است .
System.Threading.ThreadState.Standbye : بیان میکند که Thread در حالت آماده به کاراست .
System.Threading.ThreadState.Initialized :بیان میکند که Thread به پایان رسیده است .
System.Threading.ThreadState.Transition : بیان میکند که Thread بین دو وضعیت بوده و در حالت انتقال از وضعیتی به وضعیت دیگر است .
System.Threading.ThreadState.Unknown : بیا میکند که وضعیت Thread معلوم نیست .
System.Threading.ThreadState.Wait : بیان میکند که Thread در حالت انتظار است .

[hadi2345]

ممنون آقای مداح جالب بود . البته این مطالب رو تو درس سیستم عامل خونده بودم ولی کاربرد اون رو در vb.net هم دیدم . آیا از thread در برنامه های چند کاربره هم میتوان استفاده کرد؟

[titbasoft]

با تشکر از جناب مداح از عنوان چنین مطلب خلاصه و با ارزش و با اجازه از ایشون یک مثال اضافه می کنم
اگر چنین کدی داشته باشیم:

    Private Sub Button1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button1.Click

        Dim Thread1 As New Threading.Thread(AddressOf test)

        Thread1.Start()



        Dim Thread2 As New Threading.Thread(AddressOf test)

        Thread2.Start()

    End Sub

    Public Sub test()

        MsgBox("test")

    End Sub

هر دو messageBox رو با هم می بینیم. اما اگر کد زیر رو بنویسیم:

    Private Sub Button1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button1.Click

        test()

        test()



    End Sub

    Public Sub test()

        MsgBox("test")

    End Sub

ابتدا messageBox اول و پس از ok کردن دومی را خواهیم دید :flower:

[Clever_MRG]

خیلی جالب بود .
یه سوال چطوری می شه با استفاده از thread ها و یک کنترل progressbar لود شدن یک برنامه رو نشون داد.
مثل لود شدن بازیها
ممنون می شم اگه جواب بدین

[vbapr2005]

آقای مداح بسیار عالی بود. متشکرم
آقای آل طه از شما هم که مثالتون خیلی موضوع رو برای من شفاف تر کرد سپاسگزارم

[m-heidari]

جالب بود اما من که تا این حد کار کرده بودم اگه کاملتر بشه و ادامه داشته باشه !!! منظورم این مقاله هست . خیلی بهتر میشه .

[mehrdad201]

دوستان اگه بخوایم در thread فانکشنی رو فراخوانی کنیم که بهش پارامتر ارسال میشه چطوری باید این کار رو بکنیم ؟!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

اینجا هر مثالی زده شده که توابعش بدون پارامتر بوده اند !!!!

[danial82]

اگه مثالهایی در #C هم باشه ممنون میشم

[Zaparo]

این رو خودم نوشتم غیر از چند صفحه اول که کپی پیست شده نتونستم مقدمه بنویسم براش فقط من سریع نوشتم چون قرار بود بدیم به کسی ولی قبول نکرد اگه کم و کاستی داره ببخشید و لطف کنید ایراداتش رو همین جا بگید تا اصلاح بشه ممنون

[Mani_rf]

مقاله ای ، بسیار جالب و پر کاربرد بود. با سپاس فراوان از شما .

(البته بیشتر این پاسخ را زدم تا این تاپیک قدیمی دوباره به صفحه اول برگرده و سایرین بتوانند از آن استفاده کنند.)

[V0R73X]

خیلی جالب بود و میدونم که مقاله قدیمیه ولی یه سوال دارم: اون بخش های کد که 40#& ,40#& چی هستند و چی رو نشون میدن؟
همین الان متوجه شدم: پرانتز هستند منتها به صورت کد اسکی!!!

[V0R73X]

راستی واسه این کد چه اتفاقی ممیفته:
Private Sub Button1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button1.Click

Dim Thread1 As New Threading.Thread(AddressOf test)

Thread1.Start()

Test();


End Sub

Public Sub test()

MsgBox("test")

End Sub

آیا جفتشون باهم ظاهر میشن یا نه؟

[V0R73X]

جواب: بله، ولی در صورت جابه جایی، نه خیر!!!!!!!!!!!!!