C#应用实训|任务1　线程实现页面刷新

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C#应用实训|任务1　线程实现页面刷新

发布者：唯众布时间：2020-12-14 16:59:00 点击量：

任务描述

项目运行通过随机函数模拟生成温度及光敏随机数据，通过后台线程获取随机数据并显示，数据每隔5秒自动刷新，项目运行过程中对数据进行分析，如果温度超过30度，则打开风扇，否则关闭风扇，如果如果光敏大于100，则打开RGB灯，否则关闭RGB灯。

知识引入

线程

线程（英语：thread）是操作系统能够进行运算调度的最小单位，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务，多个线程并发执行能提高程序执行效率，C#支持多线程并发，C#能过命名空间System.Threading支持线程对象，Thread类用来创建线程对象，如：
Thread t1=new Thread(show)；
Show为要执行的方法，Thread类的常用属性如表5-1所示：

表5-1 Thread类常用属性表

属性	说明
CurrentContext	获取线程正在其中执行的当前上下文
CurrentThread	获取当前正在运行的线程
IsAlive	判断当前线程是否处于活动状态
IsBackground	获取或设置取或设置线程是否为后台线程。
Name	获取或设置线程的名称
ThreadState	当前线程的状态

Thread类的常用方法如表5-2所示：

表5-2 Thread类常用方法表

方法	说明
public void Abort()	终止此线程的过程，调用此方法通常会终止此线程
public void Interrupt()	中断处于 WaitSleepJoin 线程状态的线程
public void Join()	阻塞调用线程
public static void ResetAbort()	取消为当前线程请求的 Abort
public void Start()	线程启动运行
public static void Sleep( )	让线程暂停一段时间

【例5-1】

static void Main(string[] args)

{

Thread 　t = new Thread(show);

t.Start();

for (int i = 0; i < 50; i++)

{

Console.WriteLine("ok");

}

static void show()

{

for (int i = 0; i < 50;i++ )

{

Console.WriteLine("hello");

}

Thread实类对象t通过构造方法new Thread(show)进行实例化，参数为方法show，表示线程要做的事情，线程通过start( )方法启动执行，程序执行时Main方法为主线程，在主线程中输出“ok”，t1为子线程，子线程启动后输出“hello”，主线程和子线程并发执行，通过输出结果观察，可以看到“hello”和“ok”会交叉输出。如图5-4所示：

图5-4 程序运行效果图

【例5-2】

static void Main(string[] args)
        {
            Thread t = new Thread(print);
            t.Start();
        }
        public static void print()
        {
            for (int i = 5; i>0; i--)
            {
                Console.WriteLine(i);
                Thread.Sleep(i * 1000);
            }
        }

程序运行输出5，4，3，2，1。输出时间越来越快，通过Thread.Sleep()方法可以使线程睡眠一段时间，时间单位为毫秒，1000为1秒。

Random类

Random类表示随机数生成器，通过Random类可以产生满足条件的随机数，Random类有两种构造方法，分别为：
Random( )：表示根据当前系统时间为种子，产生随机数
Random( Int32)：表示根据设定的种子产生随机数
因为计算机的运行速度很快，如果根据当前时间为种子，连续产生的随机数可能都是重复的，因此Random称为伪随机数生成器，一般在应用中根据需要，使用算法产生一系列相对重复度比较小的随机数，Random实例对象主要通过Random类的方法生成随机数，Random类的主要方法如表5-3所示：

表5-3 Random类常用方法表

方法	说明
Next ()	返回一个非负随机整数
Next( Int32)	返回一个小于所指定最大值的非负随机整数
Next( Int32，Int32)	返回在指定范围内的任意整数
NextDouble( )	返回一个大于或等于 0.0 且小于 1.0 的随机浮点数
Sample( )	返回一个大于或等于 0.0 且小于 1.0 的随机浮点数，该方法为protected，访问级别不同，其它方法为public。

【例5-2】

static void Main(string[] args)
        {
            Random rand = new Random();
            Console.WriteLine(rand.Next());
            Console.WriteLine(rand.Next(5));
            Console.WriteLine(rand.Next(5,10));
            Console.WriteLine(rand.NextDouble());
        }

程序运行分别输出不同范围的数据。

跨线程更新UI

在多线程操作中，如果子线程需要访问主线程创建的控件，特别是子线程希望随时更新主线程创建控件的外观，在.NET2.0后系统可能会抛出异常，导致程序不能运行。这主要是出于安全考虑，CheckForIllegalCrossThreadCalls的值在.NET2.0后默认为true，表示在访问非创建线程控件时会进行安全考虑，系统将抛出异常。
【例5-3】
新建一个Windows窗体项目，程序界面如图5-5所示：

图5-5 程序界面效果图

如果要实现当点击按钮“button1”后，上面的标签在“红色”变为“蓝色”，并且每隔2 秒在两种颜色之间进行切换。编写“button1”的click事件代码如下：

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Thread t = new Thread(setText);
            t.IsBackground = true;
            t.Start();
        }
        private void setText()
        {
                            while(true)
{
            if(label1.Text.Equals("红色"))
            {
                label1.Text = "蓝色";
            }
            else
            {
                label1.Text = "红色";
            }
            Thread.Sleep(2000);
                   }
        }

程序运行，点击按钮“button1”后，程序报错，抛出异常。如图5-6所示：
智能大棚控制系统

图5-6 程序运行报错图

这时将窗口构造函数中的CheckForIllegalCrossThreadCalls设置为false，程序将不进行安全检查，正常执行。

任务实现

新建Windows窗体应用程序项目，添加控件及属性设置如表5-4所示：

表5-4 窗体控件及属性设置表

控件	属性	值
Form1	Text	智能大棚控制系统
Form1	Size	480，360
Label1	Text	智能大棚控制系统
Label2	Text	当前温度
Label3	Text	null
Label3	Name	lblTemp
Label4	Text	当前光敏
Label4	Name	lblPhoto
Label5	Text	风扇状态
Label6	Text	关闭
Label6	Name	lblFs
Label7	Text	RGB灯状态
Label8	Text	关闭
Label8	Name	lblRgb

添加页面事件代码如下：

public Form1()

{

InitializeComponent();

Control.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;

}

private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)

{

Thread t = new Thread(setVal);

t.IsBackground = true;

t.Start();

}

//随机生成温度

private int getWd()

{

int result = -1;

Random rand = new Random();

result = rand.Next(20,35);

return result;

}

//随机生成光敏

private int getPhoto()

{

int result = -1;

Random rand = new Random();

result = rand.Next(50, 150);

return result;

}

//读取值

private void setVal()

{

while(true){

int wdNum = getWd();

lblTemp.Text =wdNum.ToString();

if (wdNum >= 28)

{

lblFs.Text="打开";

}

else

{

lblFs.Text = "关闭";

}

int photoNum = getPhoto();

lblPhoto.Text = photoNum.ToString();

if (photoNum >= 100)

{

lblRgb.Text = "打开";

}

else

{

lblRgb.Text = "关闭";

}

Thread.Sleep(5000);

}

任务小结

线程是操作系统运算调度的最小单位，多线程协作能提高程序执行效率。
线程有多种状态，线程通过start()启动执行，通过sleep()进入睡眠状态。
子线程访问主线程控件状态可能抛出异常信息。

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