Thứ Sáu, ngày 18 tháng 6 năm 2010

// // 12 comments

Ví Dụ Nhỏ Về Đa Luồng - MultiThreading C#

  1. Sơ qua về luồng (Thread)

  2. Bài viết này mình sẽ hướng dẫn cho các bạn mới tìm hiểu về đa luồng và ứng dụng của nó và được mô tả trên ngôn ngữ C# cho dễ hiểu. Trước tìm hiểu nó cũng vất vả vì nó khó hiểu giờ muốn giúp chút xíu gì đó cho các bạn (Bạn sẽ cảm thấy vô cùng đơn giản nếu làm việc nhiều với nó, đó chỉ là do kỹ năng của mình yếu lên cảm thấy phức tạp)
    Một luồng là một chuỗi liên tiếp những sự thực thi (mã lệnh hay câu lệnh) trong chương trình (ứng dụng). Trong một chương trình C#, dễ thấy việc thực thi được bắt đầu bằng phương thức main() và tiếp tục cho đến khi kết thúc hàm main(). Cấu trúc này rất hay cho những chương trình có một chuỗi xác định những nhiệm vụ liên tiếp, nhưng thường thì trong một chương trình ứng có nhiều hơn một công việc vào cùng một lúc. Một ví dụ rất hay và khá thực tế mà mình thấy trên diễn đàn tin học của "can_qua", các bạn cùng tham khảo


    Vấn đề quan trọng là bạn phải tìm ra một cách nào đó để chia một công việc lớn thành những công việc nhỏ mà trong đó có những việc có thể thực hiện một cách đồng thời. Ví dụ, mẹ giao việc cho con là "làm việc xong mới được đi coi xi-nê". "Công việc lớn" này có thể gồm 3 việc nhỏ "quét nhà", "rửa chén", và đi coi "xi-nê". Trong đó chỉ được "coi xi-nê" sau khi làm xong hai việc kia. Rõ ràng là bạn muốn làm xong việc nhà càng sớm càng tốt để vi vút, nên bạn kêu thằng em bạn quét nhà, bạn thì rửa chén, cả hai người cùng làm đồng thời. Rửa chén xong trước, bạn phải đợi thằng em bạn thông báo là quét nhà cũng xong thì bạn mới vù đi coi xi-nê được. Như vậy multithread cho "rửa chén" và "quét nhà" làm tăng hiệu suất thực hiện công việc của bạn (so với việc bạn làm tuần tự rửa chén, quét nhà, coi xi-nê).
  3. Ví dụ nhỏ về đa luồng
  4. Ví dụ này mình sẽ mô tả 2 luồng (cho đơn giản) được thực thi cùng một lúc.
    Ở đây thì bạn cứ tưởng tượng ra rằng có hai thằng tên là A và B thi đếm từ 0 cho đến 100, thằng nào đếm xong trước thì báo cáo và được về chỗ. Tương ứng mình sẽ tạo ra 2 phương thức A() và B() (mỗi luồng sẽ xử lý một thằng).


          void A()
          {
                 for(int i=0; i<=100; i++)
                 {
                     Console.WriteLine(i.ToString());
                 }
                 Console.WriteLine("A đã đọc xong");   // Báo cáo đã đọc xong
          }
    
          void B()
          {
                 for(int i=0; i<=100; i++)
                 {
                     Console.WriteLine(i.ToString());
                 }
                 Console.WriteLine("B đã đọc xong");   // Báo cáo đã đọc xong
          }
    
    Bây giờ thầy giáo (hoặc là bạn) bỗng cao hứng gọi 2 thằng lên thi đọc --> 2 thằng A và B cùng đọc Đến đây trong phương thức hàm main() của chương trình bạn sẽ phải gọi 2 thằng này

      static void main()
      {
       ThreadStart ts1 = new ThreadStart(A); // Chỉ định thằng A lên đọc
       ThreadStart ts2 = new ThreadStart(B); // Chỉ định thằng B lên đọc
       
       // Sẵn sàng cho cuộc đấu (thi đếm nhanh :D)
       Thread tA = new Thread(ts1);
       Thread tB = new Thread(ts2);
       
       // Bắt đầu bấm giờ
       tA.Start();
       tB.Start();
       tA.Join();
       tB.Join();
       // Hai thằng tranh nhau đếm
       Console.WriteLine("Cuộc thi kết thúc"); // Chờ đến khi 2 thằng đọc xong, không biết thằng nào sẽ thắng :D
       Console.ReadLine();
      }
    
    // Thư viện tham chiếu nằm trong namespace System.Threading;
    // Bạn cần khai báo sử dụng nó using Sytem.Threading;

     
  5. Truyền tham số cho Thread
  6. Có nhiều cách truyền tham số, tuỳ theo nhu cầu mà dùng sao cho phù hợp
    Thông qua phương thức Start(object) thì bạn có thể truyền tham số theo cách này.
    Ví dụ:
       using System;
       using System.Threading;
       class ThreadSample
       {
        public static void Main()
        {
         Thread newThread = new Thread(ThreadSample.DoWork);
         newThread.Start(100); // Dữ liệu truyền vào là một số nguyên 
         
         // Để Start luồng sử dụng phương thức thể hiện (instance method)
         // thì trước tiên ta cần khởi tạo nó trước khi gọi 
         
         ThreadSample worker = new ThreadSample();
         newThread = new Thread(worker.DoMoreWork);
         newThread.Start("Truyền đối tượng cho thread thực thi");
         
         // Nếu biết trước được đối tượng truyền vào thì ta cần ghép kiểu cho nó
         // để việc sử dụng được hiệu quả hơn
        }
        
        public static void DoWork(object data)
        {
         Console.WriteLine("Ðây là luồng tĩnh.");
         Console.WriteLine("Dữ liệu truyền vào: Data = {0}", data);
        }
        
        public void DoMoreWork(object data)
        {
         Console.WriteLine("Đây là luồng cần được khởi tạo");
         Console.WriteLine("Dữ liệu truyền vào là: Data = {0}", data);
        }
    
       }
    Đôi khi ta cũng sử dụng ThreadPool cho việc khởi chạy một luồng mới với tham số là _Param

     ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(_ThreadProc), _Param);

    Bạn hãy tham khảo về nó tại đây: http://dotnetperls.com/threadpool

  7. Chờ đợi một luồng khác
  8. Bằng việc sử dụng phương thức Join(); ta có thể cho phép chờ đợi một luồng khác thực hiện xong (để thu thập dữ liệu chẳng hạn - do chia nhỏ công việc mà), thì luồng đã gọi nó mới tiếp tục được công việc của nó
            static void Main(string[] args)
            {
                Console.WriteLine("Main thread: Gọi luồng thứ 2 ThreadProc()...");
    
                Thread t = new Thread(new ThreadStart(ThreadProc));
                t.Start();
    
                for (int i = 0; i < 50; i++)
                {
                    Console.WriteLine("Main thread: Do Some Work.");
                    Thread.Sleep(0);
                }
    
                Console.WriteLine("Main thread finished: And call t.Join()");
                Console.WriteLine("Main thread tạm thời đang được dừng lại");
                t.Join(); // Dừng tại đây
    
                // Sau khi ThreadProc hoàn tất Main thread tiếp tục công việc của nó
                // Tiếp tục thực thi 3 dòng lệnh tiếp theo
                Console.WriteLine("Thread.Join() has returned.");
                Console.WriteLine("Main đã làm xong việc");
                Console.ReadLine();
            }
    
            public static void ThreadProc()
            {
                for (int i = 0; i < 100; i++)
                {
                    Console.WriteLine("ThreadProc: {0}", i);
                    Thread.Sleep(0);
                }
            }
    Đối số cho Join() có thể là int hoặc TimeSpan, khoảng thời gian giới hạn mà Main thread có thể chờ được, ví dụ
    t.Join(10000);
    nghĩa là, sau 10s mà ThreadProc chưa làm xong việc của nó thì Main thread không chờ nữa, tiếp tục công việc khác

12 comments:

MinhVN nói...

bài viết rất hay, bạn có thể viết bài giới thiệu cơ bản về dử dụng các phương thức trong Sytem.Threading đc không, mình mới học qua c# và đang tìm hiểu về multithread programming :D, cám ơn bạn

Nhữ Bảo Vũ nói...

Ok, mình sẽ sớm gửi bài mô tả về nó. Cám ơn bạn nhiều.

Alex nói...

bạn ơi bài bạn hay lắm nhưng mà chỗ này

Thread newThread = new Thread(ThreadSample.DoWork);

sao không ghi là
Thread newThread = new Thread(new ThreadStart(ThreadSample.DoWork));
mất đâu cái ThreadStart rồi.
bạn giải thích dùm nha.

Nhữ Bảo Vũ nói...

Chào Alex,
Cái này hơi khó giải thích, ai rành về phần này xin giải thích chi tiết giùm.

Nhưng mình xin mạo muội giải thích như sau:
Khi khởi tạo một Thread, thì tham số khởi tạo của nó có thể là ThreadStart hoặc ParameterizedThreadStart.

Bản chất của ParameterizedThreadStart là một delegate trỏ tới một đối tượng mà cụ thể ở đây nó là phương thức. Nên tham số truyền vào ở ví dụ trên là một phương thức.

Nếu chưa rõ bạn xem lại phần delegate và giải thích chi tiết trên MSDN tại địa chỉ này nhé

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.threading.parameterizedthreadstart.aspx

Cám ơn Alex nhé!

Alex nói...

mình rút ra ý kiến thế này bạn coi đúng không nha
sử dụng ThreadStart khi đối tượng đó không có tham số(bắt buộc).
sử dụng ParameterizedThreadStart khi đối tượng đó có tham số(bắt buộc).
chắc vc# cho ParameterizedThreadStart là mặc định nên có thể bỏ new ParameterizedThreadStart đi.
đối với ThreadStart object phải là static object(cái này không biết vì sao phải là static).
còn đối với ParameterizedThreadStart thì sao cũng được.
mình rút ra được vài nhận xét như trên. bạn thử xem có đúng không.
nhờ bạn mình hiểu hơn ra được thread rồi đó. lúc giờ toàn debug code người ta nhưng nói chung không hiểu lắm. chỉ 1 câu nói của bạn mà hiểu rồi. giống như ngộ đạo đó.
cảm ơn bạn nhiều

nói...

ừ đúng, ThreadStart khi khởi tạo thì tham số của nó phải là phương thức kiểu void và không có đối số.
Nhưng tham số của ThreadStart không nhất thiết là phải tĩnh bạn ạ, chỉ cần biết nó là void() thôi và nó có thể là phương thức của một đối tượng nào đó.

Alex nói...

đúng rồi không cần static
mình xóa cái static ở ThreadProc mà quên tạo thể hiện của nó trong hàm main nên không gọi được. mình check lại được rồi.
cảm ơn bạn nhiều lắm.

Hùng Cường nói...

Còn mình thì có ý kiến khác bạn hãy nhìn kỹ 2 đoạn code này nhé
--------------------------------------------
ThreadStart ts1 = new ThreadStart(A);
Thread tA = new Thread(ts1);
--------------------------------------------

--------------------------------------------
Thread tA = new Thread(new ThreadStart(A));
--------------------------------------------

Chắc là bạn hiểu được đây chỉ là cách viết thôi đúng không nào?

Nhữ Bảo Vũ nói...

@Hùng Cường: Chào bạn, đây chỉ là 02 cách viết khác nhau mà IDE hỗ trợ. Cả hai cách khi khởi tạo 01 Thread bạn đều truyền tham số là 01 ThreadStart. :)

Son0nline nói...

anh ơi! cách truyền tham số cho thread chỉ sử dung được trên console thôi dùng trên winform thì lỗi.

Vũ Nhữ Bảo nói...

@Son: Việc thực hiện đa luồng không phụ vào em viết trên Console hay Winform. Em cần chú ý đến qui trình và tham số.
Nếu chưa fix được lỗi em có thể đưa gia để mọi người cùng giúp!

Minh Sang Tran nói...

Các bạn cho mình hỏi:
Giả sử mình cần download 1000 file từ máy A về máy B thông qua FTP.
Giờ mình muốn multi thread cho nó rút ngắn thời gian tải
Vậy mình làm thế nào để chia đều 1000 file cho 10 thread, mỗi thread sẽ phụ trách tải 100 file.
Và khi nào tất cả các thread đều tải xong thì ghi log báo cáo: bao nhiêu file thành công, bao nhiêu file thất bại....


Cảm ơn các bạn nhiều