在使用英創ARM9系列嵌入式主板的COM口，CAN口，網口時，一般會使用到timer或線程來實現數據的接收。使用timer控件較為方便，通過InterVal值來設定調用間隔，但是靈活性不如線程。并且timer的Tick函數是并在主線程中，如果Tick函數中運算數據過于復雜，會導致主線程運行變慢，可能導致窗口卡死。使用C#中的線程類，可以非常方便的解決這個問題，線程卡死，不會影響到主線程的運算，就不會導致窗口卡死的狀況發生。

本文將介紹如何使用C#來創建和關閉線程，并在此基礎上，利用WinCE系統的消息機制實現通訊數據的實時收發，代替常規的定時查詢方法，從而降低了CPU負載，使嵌入式設備的整體性能得以提高。

1、線程的應用實例

以下是一個簡單的多線程代碼：

using System;
using System.Threading;
namespace thread
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Thread t = new Thread(excute);
t.Start();
while (true) Console.Write('1'); // 主線程循環輸出1
}
static void excute()
{
while (true) Console.Write('2'); // 線程t循環輸出2
}
}
}

輸出例子（并不唯一）：12121212121212121212121212121212121212121212121212...

2、線程的使用方法

首先需要添加thread類的引用

using System.Threading;

初始一個線程類，并設定它的執行函數，該函數可以是靜態函數，也可以是別的類的成員函數

Thread t = new Thread(excute);

執行start，線程即啟動并運行它的執行函數，函數運行完畢后，線程自動退出

t.Start();

3、線程的數據同步

觀察以下代碼：

using System;
using System.Threading;
namespace thread
{
class Program
{
static int i;
static void Main(string[] args)
{
Thread t = new Thread(excute);
t.Start();
excute();
}
static void excute()
{
for (i = 0; i < 5; i++)
{
Console.Write('{0}', i);
}
}
}
}

這個程序的輸出無法確定，可能是：001234。

這是因為在一個線程在使用一個變量時，另外一個線程也可能同時在使用。如果希望一個線程在使用某個變量時，禁止其他線程的使用，就需要用到線程鎖lock。

修改代碼為：

using System;
using System.Threading;
namespace thread
{
class Program
{
static readonly object locker = new object();
static int i;
static void Main(string[] args)
{
Thread t = new Thread(excute);
t.Start();
excute();
}
static void excute()
{
lock (locker)
{
for (i = 0; i < 5; i++)
{
Console.Write('{0}', i);
}
}
}
}
}

程序輸出：0123401234。

注意lock的使用，見MSDN的說明：

1、不要鎖定this，即禁止lock(this)
2、不要鎖定類型，如lock (typeof (MyType))
3、不要鎖定字符串，如lock('myLock')
4、最佳做法是定義private或 private static對象來鎖定

鎖定本身是很快，一個鎖在堵塞的情況，任務切換帶來的開銷很低，使用鎖可以有效避免一些數據錯誤，提高程序穩定性。

4、線程的結束

使用abort可以提前釋放被阻塞的線程，使用join可以等待線程的結束：

using System;
using System.Threading;
namespace thread
{
class Program
{
static int i;
static void Main(string[] args)
{
Thread t = new Thread(excute);
t.Start();
// t.Abort();
t.Join();
for (i = 6; i < 10; i++)
{
Console.Write('{0}', i);
}
}
static void excute()
{
for (i = 0; i < 5; i++)
{
Console.Write('{0}', i);
}
}
}
}

程序輸出：0123456789。

如果取消Abort的注釋，程序的輸出可能是：6789。

在主線程中關閉副線程一般步驟為，終止副線程，再等待確認該線程退出，在主程序退出的時間同樣需要執行檢測副線程的關閉：

t.Abort();
t.Join();

5、帶參數的線程

有時候希望在添加的線程中傳入指定的參數。

最簡單的辦法是把類封裝在類中，讓線程的執行函數為類的成員函數，然后通過設置類的成員變量，執行函數訪問成員變量這樣的辦法來實現指定執行函數參數的功能，例程如下：

using System;
using System.Threading;
namespace thread
{
class ThreadClass
{
public int x;
public void excute()
{
while (true) { Console.WriteLine('{0}', x); }
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
ThreadClass TClass1 = new ThreadClass();
TClass1.x = 1;
ThreadClass TClass2 = new ThreadClass();
TClass2.x = 2;
Thread t1 = new Thread(TClass1.excute);
Thread t2 = new Thread(TClass2.excute);
t1.Start();
t2.Start();
}
}
}

還有一個另外的辦法，使用ParameterizedThreadStart。

C#提供2種委托，ThreadStart和ParameterizedThreadStart，ParameterizedThreadStart允許傳入一個參數Object，可以將所需參數打包后調用。

注意：wince使用的是.net精簡庫，不包含ParameterizedThreadStart，如果在wince下編程，請使用第一種方法。

6、線程的掛起和喚醒

當線程創建后，就將占用一定的CPU時間，可以使用Sleep函數讓線程放棄一定時間片，進入休眠狀態，在休眠狀態下，線程將不再占用CPU時間，如：

Thread.Sleep(0); // 釋放CPU時間片
Thread.Sleep(1000); // 休眠1000毫秒
Thread.Sleep(Timeout.Infinite); // 休眠直到被喚醒

使用線程的Interrupt方法可以強行喚醒休眠中的線程，注意，wince的.net精簡庫里，Thread類沒有Interrupt方法，所以在嵌入式設備中開發時不要無限休眠線程，即Sleep(-1)。

7、線程的消息事件響應

有的時候需要在線程中輪詢執行一個函數，如通信接口的接收函數。使用輪循的方式將非常浪費CPU時間。

private void BeginReceive() // 客戶機狀態下接收數據線程
{
while (!threadStop)
{
// 線程接收函數
}
}

在接收線程中加入適當休眠可以提高CPU效率，這里Sleep的x越大，CPU效率越高，但是可能造成數據處理的延時。

private void BeginReceive() // 客戶機狀態下接收數據線程
{
while (!threadStop)
{
// 線程接收函數
Thread.Sleep(x); // 輪詢休眠
}
}

為了避免通訊數據接收的延時，線程還可采用等待數據接收事件的方式，線程在平時掛起，直到有數據接收的事件產生。
C#提供一套事件類，可以讓線程進入等待狀態，直到該事件到來，線程在等待時不會消耗CPU資源。

using System;
using System.Threading;
namespace thread
{
class Program
{
static AutoResetEvent evt;
static void Main(string[] args)
{
evt = new AutoResetEvent(false);
Thread t = new Thread(excute);
t.Start();
Thread.Sleep(10000);
evt.Set();
}
static void excute()
{
for ( ; ; )
{
evt.WaitOne();
Console.Write('event');
}
}
}
}

設定一個事件

static AutoResetEvent evt;

在線程等待該事件的時候掛起

evt.WaitOne();

直到該事件Set產生，線程才繼續執行下面的代碼：

evt.Set();

還可以設置等待的時間長短，當有事件產生，WaitOne函數立刻返回true，如果等待時間超過設置時間，WaitOne也會返回，返回值false。

using System;
using System.Threading;
namespace thread
{
class Program
{
static AutoResetEvent evt;
static void Main(string[] args)
{
evt = new AutoResetEvent(false);
Thread t = new Thread(excute);
t.Start();
evt.Set();
Thread.Sleep(1000);
evt.Set();
Thread.Sleep(10000);
evt.Set();
}
static void excute()
{
bool b;
for (; ; )
{
b = evt.WaitOne(1000, false);
Console.Write('{0}', b.ToString);
}
}
}
}

注意：WaitOne第二個參數一般設置為false。

但是使用C#的事件類可能有一定局限性，它需要在同一進程里，有一些情況無法滿足需要。這時候可以使用系統的API函數來解決這個問題，參看以下代碼。

using System;
using System.Threading;
using System.Runtime.InteropServices;
namespace thread
{
class Program
{
[DllImport('coredll.dll', EntryPoint = 'WaitForSingleObject')]
private static extern int WaitForSingleObject(int hHandle, int dwMilliseconds);
[DllImport('coredll.dll', EntryPoint = 'CreateEvent')]
private static extern int CreateEvent(int lpEventAttributes, int bManualReset, int bInitialState, int lpName);
[DllImport('coredll.dll', EntryPoint = 'EventModify')]
private static extern bool EventModify(int h, int i);
[DllImport('coredll.dll', EntryPoint = 'WaitForMultipleObjects')]
private static extern int WaitForMultipleObjects(uint nCount, int[] lpHandles, int bWaitAll, int dwMilliseconds);
[DllImport('coredll.dll', EntryPoint = 'CloseHandle')]
private static extern int CloseHandle(int hObject);
static int hEvt;
static void Main(string[] args)
{
hEvt = CreateEvent(0, 1, 0, 0); // CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL)
EventModify(hEvt, 2); // ResetEvent(hEvt);
Thread t = new Thread(excute);
t.Start();
Thread.Sleep(1000);
EventModify(hEvt, 3); // SetEvent(hEvt);
Thread.Sleep(10000);
EventModify(hEvt, 3); // SetEvent(hEvt);
CloseHandle(hEvt);
}
static void excute()
{
int i;
for (; ; )
{
i = WaitForSingleObject(hEvt, -1); // 無限等待
// i = WaitForSingleObject(hEvt, 1000); // 等待1秒
EventModify(hEvt, 2); // ResetEvent(hEvt);
Console.Write('event');
}
}
}
}

這里使用了API函數，所以需要添加引用

using System.Runtime.InteropServices;

通過CreateEvent創建一個事件，并獲得該事件句柄。這里參數一般使用（NULL,TRUE,FALSE,NULL），即(0, 1, 0, 0)

通過EventModify(hEvt, 2)將該事件的信號設置為無信號，該函數第一個參數為設置的事件句柄，第二個參數為2表示ResetEvent，第二個參數為3表示SetEvent。

hEvt = CreateEvent(0, 1, 0, 0); // CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL)

EventModify(hEvt, 2); // ResetEvent(hEvt);

在線程中調用WaitForSingleObject函數等待事件，第一個參數為等待的事件句柄，第二個參數為等待的時間，如果為INFINITE即-1，表示一直等待，直到收到事件消息。該函數返回0表示接收到消息，返回0x102表示未接收到消息等待超時

i = WaitForSingleObject(hEvt, -1); // 無限等待

當主線程執行SetEvent即EventModify(hEvt, 3)時，掛起的副線程將被激活

EventModify(hEvt, 3); // SetEvent(hEvt);

在接收到信號的處理代碼里，需要重新將事件設置為未激活狀態，否則WaitForSingleObject函數將判定事件為激活狀態，不再發生等待

EventModify(hEvt, 2); // ResetEvent(hEvt);

在程序結束處，記得用CloseHandle關閉創建的事件

CloseHandle(hEvt);

使用API函數的事件響應與使用C#的事件類作用相同，因為使用了句柄做事件的標志，就可以與C的代碼進行交互，以英創ARM9系列嵌入式主板EM9161的CAN口數據接收線程為例。

設定一個線程用于CAN口的接收，創建一個事件用于通知線程關閉

private Thread revThread;

hCloseEvent = CreateEvent(0, 1, 0, 0); // CreateEvent(NULL,TRUE,FALSE,NULL)

打開CAN口后，通過COM組件接口函數獲得CAN的消息事件句柄

hEvent = CAN.CAN_GetRxEvent(hCAN);
hErr = CAN.CAN_GetErrorEvent(hCAN);

設定一個接收線程專門處理CAN口接收。
revThread = new Thread(new ThreadStart(BeginReceive));
threadStop = false;
revThread.Start(); // 啟動waitforMessage線程

在接收函數中，執行等待，直到有CAN口接收消息到來，或是接收到線程關閉的事件。

private void BeginReceive() // 客戶機狀態下接收數據線程
{
int[] handles = new int[2];
handles[0] = hCloseEvent;
handles[1] = hEvent;
int i;
bool bResult;
string revstr;
while (!threadStop)
{
// WaitForSingleObject(hEvent, 200);
i = WaitForMultipleObjects(2, handles, 0, -1); // handles里的兩個事件hEvent和hCloseEvent
// ….其他的處理代碼

}

}

這里使用了WaitForMultipleObjects來同時等待2個事件，第一個參數為等待的事件數。第二個參數為各事件的數組。第三個參數為FALSE即0表示當任何一個事件產生，該函數即返回，第三個參數為TRUE即1表示只有當所有事件都產生，該函數才返回。最后個參數為等待的時間。返回值為0x102表示超時，返回0-X表示接收的事件在數組中的位置，同時接收多個事件，返回的第一個事件在數組中的位置。

更詳細的完整代碼，請參考英創ARM9系列嵌入式主板EM9161的CAN事件接口例程。

8、等待線程

C#使用Thread類的Join函數來等待一個線程

using System;
using System.Threading;
namespace thread
{
class Program
{
static int i;
static void Main(string[] args)
{
Thread t = new Thread(excute);
t.Start();
for (i = 0; i < 10; i++)
{
Console.Write('2');
}
t.Join();
// t.Join(1000);
for (; ; )
{
Console.Write('2');
}
}
static void excute()
{
for (; ;)
{
Console.Write('1');
}
}
}
}

該函數不帶參數表示一直等待到線程結束，帶參數表示等待的時間，返回true表示線程已結束，返回false表示線程還在運行，只是超時返回。

在主函數關閉前，應使用Join函數來確保各支線程已完全關閉，否則會導致進程無法完全關閉。

9、其他

在關閉程序進程時，請確保關閉所有創建的線程，否則進程將無法完全關閉，并一直占用系統資源。在英創ARM9系列嵌入式主板程序開發中，可以結合VS自帶的遠程線程查看工具進行程序調試。