第14章 线程和异步编程
本章概述：
本章我们将要学习Microsoft? .NET Framework为多线程应用程序和异步编程所提供的支持。公共语言运行库将许多对线程的支持都抽象为类，这些类大大简化了大部分的线程任务。如果要在多线程环境中运行代码，即使不显式地创建自己的线程，也需要理解该代码是如何处理多线程的。在本章节中,我们将会大面积的介绍这方面的知识点。在.NET Framework中，异步编程是远程处理、网络、 HTTP、 TCP、文件I/O、Microsoft ASP.NET和消息队列（也称为MSMQ）所支持的一个特性。这也是我们可以通过本章节了解到的。
教学目标：
1. 掌握创建和管理线程的方法，并能创建线程的安全代码，同时还能掌握使用线程
池创建线程的方法。
2. 掌握创建和使用计时器的方法。 3. 掌握使用委托进行异步调用的方法。
教学重点：
1. 在.NET中使用线程这是非常重要的，尤其是在进行多线程编程的时候能使用线程
是非常重要的。
2. 线程的安全非常重要，这将会影响到程序代码的安全性，掌握这一点非常重要。 3. .NET Framework对异步编程的支持是现在比较常用的技术。掌握此技术对于增加
学生职业竞争力非常重要。
教学难点：
1. 多线程，超线程之类的词汇我们可能经常听到，但基于线程的开发对于大家还是
非常陌生的。需要花时间进行讲解。
2. 异步编程的技术也是一个非常难理解的技术点。但非常重要，需要和学生耐心讲
解。
教学资源：
14.1线程介绍 课本 知识点 14.2在.NET中使用线程 14.3线程安全 《基于VB.NET的.NET Framework程序设计》教学指导手册—详细教案
14.4线程的特殊主题 14.5.NET中的异步编程 实验：使用多线程应用程序 练习1：创建线程安全的方法 实验 练习2：周期性地写入日志文件 练习3：为用户提供状态 练习4：进行异步方法调用 习题1,2,3,4,8对应知识点在.NET中使用线程（14.2） 习题 习题5,6,7,9对应知识点.NET中的异步编程（14.5） 习题10对应知识点线程安全（14.3） 幻灯片 教师光盘 实验文件 习题解答 教师光盘:\\Powerpnt\\2415B_14.ppt 教师光盘:\\Labfiles\\ALLFILES.EXE默认解压目录下C:\\Program Files\\Msdntrain\\2415 教师光盘:\\Tprep\\answer.doc 先修知识
在正式开始学习本章内容以前，学生须具备下列知识基础。 先修知识 了解开发计算机应用程序的基本知识。 了解VB.NET的基本语法。 推荐补充 《程序设计导论》 《VB.NET程序设计语言》 建议学时数
3课时课堂教学＋1课时实验教学
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第14章 线程和异步编程
教学过程 14.1线程介绍
教学提示 ： 本节主要达到目的。
? 了解什么是线程及使用线程进行开发的优缺点。（略讲）
? 了解.NET对线程从哪几方面进行支持及.NET的线程体系结构。（略讲） 教学内容 讲授： 在本章节学习之前，我们必须了解什么是线程？ 教学方法 阅书：14.1.1 幻灯：第3-4页 提示 线程是指程序的一个指令执行序列，WIN32 平台支持多线程程序，允许程序中存在多个 线程。 在单 CPU 系统中，系统把 CPU 的时间片按照调度算法分配给各个线程，因此各线程实际上是分时执行的，在多 CPU 的 Windows NT 系统中， 同一个程序的不同线程可以被分配到不同的 CPU 上去执行。由于一个程序的各线程是在相同的地址空间运行的，因此涉及到了如何共享内存， 如何通信等问题，这样便需要处理各线程之间的同步问题，这是多线程编程中的一个难点。这我们在后面的课程里会和大家介绍。 讲解课本14.1.1 多线程使多个活动看起来似乎是在一个应用程序中同时发生。这就好比我们经常玩的游戏。画面，声音，还有我们做的操作或者指令都是同时进行的。这其实就是一个多线程优点的体现。还可以使用线程来区分不同优先级的任务是另外一个优点。这很简单了。就是可以让不同的操作按照不同的先后顺序执行。同时，多线程使得处理器在等待事件完成的同时还能够处理其他的任务。 讲解课本：14.1.1 同样，有优点就有缺点。线程可能会降低应
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《基于VB.NET的.NET Framework程序设计》教学指导手册—详细教案
用程序的性能。用多线程控制代码执行是非常复杂的，并可能产生许多错误。 讲解课本：14.1.1 讲授： 为了支持多线程编程，.NET Framework 提供了自己的命名空间来创建和管理线程，我们要知道System.Threading，System.Threading.Thread。我们看一下书上怎么写的： 讲解课本：14.1.2 .NET Framework中的标准异步设计模式为管理异步操作提供了高效的模型，并且提供了一致的编程模型。.NET Framework通过使用IAsyncResult接口和委托类（这些类使程序员不用实现某些线程处理的细节）来支持异步编程。在本章的后续章节将更详细地介绍异步设计模式。 阅书：14.1.2 幻灯：第5页 System.Threading命名空间参考： http://msdn.microsoft.com/library/chs/default.asp?url=/library/CHS/cpref/html/frlrfSystemThreading.asp System.Threading.Thread参考： http://msdn.microsoft.com/library/chs/default.asp?url=/library/CHS/cpref/html/frlrfsystemthreadingthreadclasstopic.asp IAsyncResult接口参考： http://msdn.microsoft.com/library/chs/default.asp?url=/library/CHS/cpref/html/frlrfsystemiasyncresultclasstopic.asp 讲授： 阅书：14.1.3 .Net的线程体系结构和普通Windows环境幻灯：第6页 下的体系结构稍有区别，.Net里有应用程序 域，这是.Net当中提出的一个新概念。进程是操作系统管理应用程序资源的一个单元。 在早期，它也是任务调度的单元，是实现多任务的执行单元，但后来为了提高运行效率，在进程内部又加入了线程的概念，所以线程是处于进程内部的，它是一个执行单元。现代操作系统的多任务调度都以线程为主，但是在.Net中，又稍有区别：.Net里，4
第14章 线程和异步编程
一个进程包含应用程序域，而应用程序域内部再包含线程。这个应用程序域的目的是什么？.Net中的应用程序域和传统的进程概念很类似，.Net应用程序启动后就称为一个进程，这个进程内部默认包含一个应用程序域，这个应用程序域里面包含一个线程，应用程序域的用途和传统的进程的概念是一致的，他是起到一个程序间隔离的作用。 讲解课本14.1.3 小结： 通过本节的学习，我们要对线程的一些基本常识有一定的了解。这为后面的学习奠定基础。 14.2在.NET中使用线程
教学提示 ： 本节主要达到目的。
? 掌握线程启动，中断和终止及管理线程的方法。（精讲） ? 了解Thread类的各方面信息，例如属性和参数等。（精讲） ? 了解线程本地存储区的相关知识点。（略讲） 教学内容 讲授： 在本章的开头，我觉得我们有必要先介绍多用户处理的概念。 教学方法 阅书：14.2.1 幻灯：第8-9页 提示 ? 根据书本上的代码进行演示。 计算机技术刚发展的时候，没有多用户处理机制，也就是说，一个计算机同时只能运行 一个任务，程序只能一个一个按照顺序执行，因此就会有很多问题。首先，一个程序在运行的时候并不能充分利用计算机资源，而且有时需要等待外部的慢速设备，这时CPU就处于空闲状态，浪费了CPU的处理时间。由于计算机不能同时运行多个程序， 5