┏第20号━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓
┃　　　　　　　　　.NETプログラミング研究　　　　　　　　　┃
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■.NET Tips
・.NETのマルチスレッドプログラミング その2
  - スレッドの状態を取得する
  - スレッドが終了するまで待機する
  - スレッドを中止させる、中止をキャンセルする
  - スレッドを一時停止させる
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■.NET Tips
───────────────────────────────
●.NETのマルチスレッドプログラミング その2

前回の続きです。


★スレッドの状態を取得する

スレッドの状態を取得するには、Thread.ThreadStateプロパティを使
います。スレッドは同時に複数の状態になりえるため、ThreadStateプ
ロパティはThreadState列挙体の値を組み合わせた値になります。
ThreadState列挙体のすべてのメンバはヘルプ「ThreadState 列挙体」
で説明されています。

・ThreadState 列挙体
http://www.microsoft.com/japan/msdn/library/ja/cpref/html/frlrfsystemthreadingthreadstateclasstopic.asp

下のコードは、スレッドをThread.Startで開始し、Suspendで中断し、
Resumeで再開し、Abortで終了させた時にThreadStateがどのように変
化するか調べるものです。（これらのメソッドに関しては、後ほど説
明します。）

'[VB.NET]・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
Class MainClass
    'エントリポイント
    Public Shared Sub Main()
        'Threadオブジェクトを作成する
        Dim t1 As System.Threading.Thread = _
            New System.Threading.Thread( _
                New System.Threading.ThreadStart(AddressOf MyMethod1))

        'スレッドの状態を表示
        Console.WriteLine("ThreadState:{0}", t1.ThreadState.ToString())

        Console.WriteLine(">Start")
        'スレッドを開始する
        t1.Start()

        System.Threading.Thread.Sleep(50)
        Console.WriteLine("ThreadState:{0}", t1.ThreadState.ToString())

        Console.WriteLine(">Suspend")
        'スレッドを中断
        t1.Suspend()

        Console.WriteLine("ThreadState:{0}", t1.ThreadState.ToString())
        System.Threading.Thread.Sleep(50)
        Console.WriteLine("ThreadState:{0}", t1.ThreadState.ToString())

        Console.WriteLine(">Resume")
        'スレッドの再開
        t1.Resume()

        Console.WriteLine("ThreadState:{0}", t1.ThreadState.ToString())
        System.Threading.Thread.Sleep(50)
        Console.WriteLine("ThreadState:{0}", t1.ThreadState.ToString())

        Console.WriteLine(">Abort")
        'スレッドの停止
        t1.Abort()

        Console.WriteLine("ThreadState:{0}", t1.ThreadState.ToString())

        'スレッドが終了するまで待つ
        t1.Join()

        Console.WriteLine("ThreadState:{0}", t1.ThreadState.ToString())

        Console.ReadLine()
    End Sub

    '別スレッドで実行するメソッド
    Private Shared Sub MyMethod1()
        '無限ループ
        While True
        End While
    End Sub
End Class
'・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

//[C#]・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
class MainClass
{
    //エントリポイント
    public static void Main()
    {
        //Threadオブジェクトを作成する
        System.Threading.Thread t1 = 
            new System.Threading.Thread(
                new System.Threading.ThreadStart(MyMethod1));

        //スレッドの状態を表示
        Console.WriteLine("ThreadState:{0}", t1.ThreadState.ToString());

        Console.WriteLine(">Start");
        //スレッドを開始する
        t1.Start();

        System.Threading.Thread.Sleep(50);
        Console.WriteLine("ThreadState:{0}", t1.ThreadState.ToString());

        Console.WriteLine(">Suspend");
        //スレッドを中断
        t1.Suspend();

        Console.WriteLine("ThreadState:{0}", t1.ThreadState.ToString());
        System.Threading.Thread.Sleep(50);
        Console.WriteLine("ThreadState:{0}", t1.ThreadState.ToString());

        Console.WriteLine(">Resume");
        //スレッドの再開
        t1.Resume();

        Console.WriteLine("ThreadState:{0}", t1.ThreadState.ToString());
        System.Threading.Thread.Sleep(50);
        Console.WriteLine("ThreadState:{0}", t1.ThreadState.ToString());

        Console.WriteLine(">Abort");
        //スレッドの停止
        t1.Abort();

        Console.WriteLine("ThreadState:{0}", t1.ThreadState.ToString());

        //スレッドが終了するまで待つ
        t1.Join();

        Console.WriteLine("ThreadState:{0}", t1.ThreadState.ToString());

        Console.ReadLine();
    }

    //別スレッドで実行するメソッド
    private static void MyMethod1()
    {
        //無限ループ
        for (;;);
    }
}
//・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

出力結果は次のようになります。


ThreadState:Unstarted
>Start
ThreadState:Running
>Suspend
ThreadState:SuspendRequested
ThreadState:Suspended
>Resume
ThreadState:Running
ThreadState:Running
>Abort
ThreadState:AbortRequested
ThreadState:Stopped

スレッド開始前はUnstarted、開始後はRunning、Suspendメソッドで一
時停止するとSuspendRequestedからSuspendedへ、Abortメソッドを呼
び出した直後はAbortRequestedで、スレッドが終了するとStoppedとな
ります。

上記の例ではそうなりませんでしたが、スレッドが同時に複数の状態
になることがありますので、ThreadStateプロパティでスレッドの状態
を調べるには、AND演算子を使って、例えば、
if ((t1.ThreadState & ThreadState.Stopped) > 0)
のようにします。

また、スレッドが実行中かどうか調べるだけであれば、IsAliveプロパ
ティを使うこともできます。スレッドの状態がUnstarted、Stopped、
WaitSleepJoinの時はIsAliveがfalseとなります。

参考：
・スレッド状態
http://www.microsoft.com/japan/msdn/library/ja/cpguide/html/cpconthreadactivitystates.asp
・スレッドの状態
http://www.microsoft.com/japan/msdn/library/ja/vbcn7/html/vaconthreadstates.asp


★スレッドが終了するまで待機する

あるスレッドが終了するまで現在のスレッドをブロックするには、
Thread.Joinメソッドを使います。別のスレッドが確実に終了したとこ
ろで何らかの処理を行いたいとき（同期処理）などに便利です。（ス
レッドの同期について詳しくは、別の機会に紹介する予定です。）

次にJoinメソッドを使用した簡単な例を示します。

'[VB.NET]・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
'エントリポイント
Public Shared Sub Main()
    'スレッドの作成と開始
    Dim t As Thread = _
        New Thread(New ThreadStart(AddressOf MyThread))
    t.Start()

    'スレッドtが終了するまでブロックする
    t.Join()

    Console.WriteLine("エンターキーで終了します")
    Console.ReadLine()
End Sub

Private Shared Sub MyThread()
    '何らかの処理があるものとする
    Thread.Sleep(1000)
    Console.WriteLine("終了しました")
End Sub
'・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

//[C#]・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
//using System.Threading;
//が宣言されているものとする

//エントリポイント
public static void Main()
{
    //スレッドの作成と開始
    Thread t = new Thread(new ThreadStart(MyThread));
    t.Start();

    //スレッドtが終了するまでブロックする
    t.Join();

    Console.WriteLine("エンターキーで終了します");
    Console.ReadLine();
}

private static void MyThread()
{
    //何らかの処理があるものとする
    Thread.Sleep(1000);
    Console.WriteLine("終了しました");
}
//・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

上記の例のようにJoinメソッドを引数なしで呼び出すと、スレッドが
終了するまで無制限にブロックされます。JoinメソッドにInt32型か
TimeSpan型を指定することにより、ブロックする最大時間を指定でき
ます。この時、Joinメソッドは、スレッドが終了した時はtrueを、指
定した時間が経過してもスレッドが終了しなかった時はfalseを返しま
す。

Joinメソッドにより待機しているスレッドの状態は、WaitSleepJoinと
なります。また、Unstarted状態のスレッドでJoinを呼び出すと、例外
がスローされます。


★スレッドを中止させる、中止をキャンセルする

実行中のスレッドを中止させる（強制終了させる）には、そのスレッ
ドのThread.Abortメソッドを呼び出します。Abortメソッドが呼び出さ
れると、そのスレッドの状態はAbortRequestedとなり、その後スレッ
ドが正常に終了するとStoppedになります。

Abortメソッドを呼び出してもすぐにスレッドが中止されるという保障
はありません。（セーフポイントに達した時に中止されます。セーフ
ポイントに関してはヘルプ「Thread.Suspend、ガベージ コレクション、
およびセーフ ポイント」をご覧ください。）確実にスレッドが中止さ
れるのを待つためには、Thread.Joinメソッドを使用します。

・Thread.Suspend、ガベージ コレクション、およびセーフ ポイント
http://www.microsoft.com/japan/msdn/library/ja/cpguide/html/cpconthreadsuspendgarbagecollectionsafepoints.asp

次の例では、別スレッドでPrintIntegerメソッドを実行し、その処理
の途中でAbortメソッドによりスレッドを中止し、Joinメソッドにより
スレッドが実際に中止されるまで待機しています。

'[VB.NET]・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
'Imports System.Threading
'が宣言されているものとする

'エントリポイント
Public Shared Sub Main()
    'Threadオブジェクトを作成する
    Dim t As Thread = _
        New Thread(New ThreadStart(AddressOf PrintInteger))
    'スレッドを開始する
    t.Start()

    'しばらく待機する
    Thread.Sleep(1000)

    'スレッドを中断する
    t.Abort()

    'スレッドが終了するまで待機する
    t.Join()

    Console.ReadLine()
End Sub

'別スレッドで実行するメソッド
Private Shared Sub PrintInteger()
    '無限ループ
    While True
        Dim i As Integer
        For i = 0 To 9
            Console.Write(i)
        Next
        '到達できないコード
        Console.WriteLine("Thread end")
    End While
End Sub
'・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

//[C#]・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
//using System.Threading;
//が宣言されているものとする

//エントリポイント
public static void Main()
{
    //Threadオブジェクトを作成する
    Thread t = new Thread(new ThreadStart(PrintInteger));
    //スレッドを開始する
    t.Start();

    //しばらく待機する
    Thread.Sleep(1000);

    //スレッドを中断する
    t.Abort();

    //スレッドが終了するまで待機する
    t.Join();

    Console.ReadLine();
}

//別スレッドで実行するメソッド
private static void PrintInteger()
{
    //無限ループ
    for (;;)
        for (int i = 0; i < 10; i++)
            Console.Write(i);

    //到達できないコード
    Console.WriteLine("Thread end");
}
//・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

Abortメソッドを呼び出すと、スレッドでThreadAbortExceptionがスロー
されます。ThreadAbortExceptionをキャッチし、Thread.ResetAbortメ
ソッドを呼び出すことにより、Abortメソッドにより行われた中止の要
求をキャンセルすることが出来ます。なお、ResetAbortメソッドは
ThreadAbortExceptionが発生したスレッドからのみ呼び出すことがで
きます。

次の例では上記のコードに追加して、ThreadAbortExceptionをキャッ
チし、ResetAbortメソッドにより、中止をキャンセルしています。そ
の結果、その後の
Console.WriteLine("Thread end");
が実行されるようになることに注目してください。

'[VB.NET]・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
'Imports System.Threading
'が宣言されているものとする

'エントリポイント
Public Shared Sub Main()
    'Threadオブジェクトを作成する
    Dim t As Thread = _
        New Thread(New ThreadStart(AddressOf PrintInteger))
    'スレッドを開始する
    t.Start()

    'しばらく待機する
    Thread.Sleep(1000)

    'スレッドを中断する
    t.Abort()

    'スレッドが終了するまで待機する
    t.Join()

    Console.ReadLine()
End Sub

'別スレッドで実行するメソッド
Private Shared Sub PrintInteger()
    Try
        '無限ループ
        While True
            Dim i As Integer
            For i = 0 To 9
                Console.Write(i)
            Next
        End While
    Catch ex As ThreadAbortException
        'Abortをキャンセルする
        Thread.ResetAbort()
    End Try

    'Thread.ResetAbortにより、以下が実行されるようになる
    Console.WriteLine("Thread end")
End Sub
'・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

//[C#]・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
//using System.Threading;
//が宣言されているものとする

//エントリポイント
public static void Main()
{
    //Threadオブジェクトを作成する
    Thread t = new Thread(new ThreadStart(PrintInteger));
    //スレッドを開始する
    t.Start();

    //しばらく待機する
    Thread.Sleep(1000);

    //スレッドを中断する
    t.Abort();

    //スレッドが終了するまで待機する
    t.Join();

    Console.ReadLine();
}

//別スレッドで実行するメソッド
private static void PrintInteger()
{
    try
    {
        //無限ループ
        for (;;)
            for (int i = 0; i < 10; i++)
                Console.Write(i);
    }
    catch (ThreadAbortException)
    {
        //Abortをキャンセルする
        Thread.ResetAbort();
    }

    //Thread.ResetAbortにより、以下が実行されるようになる
    Console.WriteLine("Thread end");
}
//・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

ただしヘルプ（「マネージ スレッド処理の実施」）には、
「他のスレッドを終了させるために Thread.Abort を使用することは
避けてください。他のスレッドの Abort を呼び出すことは、そのスレ
ッドの処理がどこまで到達しているかを把握せずに例外をスローする
のと同じことになります。」
と書かれていますので、注意が必要です。（別スレッドに対して
Abortを呼び出したときの問題点について詳しくは、ヘルプの「
Thread.Abort メソッド」をご覧ください。）

・Thread.Abort メソッド
http://www.microsoft.com/japan/msdn/library/ja/cpref/html/frlrfsystemthreadingthreadclassaborttopic.asp


★スレッドを一時停止させる

スレッドを一時的に中断するにはThread.Suspendメソッドを、中断さ
れたスレッドを再開するにはThread.Resumeメソッドを呼び出します。

Thread.Abortと同様にThread.Suspendメソッドを呼び出してすぐにス
レッドの実行が中断されるわけではなく、セーフポイントに到達する
までは中断されません。

Suspendメソッドが何回呼び出されていたとしても、Resumeメソッドを
一回呼び出すだけで再開されます。また、起動していないスレッドや、
停止しているスレッドに対してSuspendメソッドを呼び出すと、例外（
ThreadStateException）がスローされます。

次の例では、起動したスレッド(t)をSuspendメソッドで中断させた後、
しばらくしてからResumeメソッドで再開しています。

'[VB.NET]・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
'エントリポイント
Public Shared Sub Main()
    'PrintIntegerメソッドを実行するための
    'Threadオブジェクトを作成する
    Dim t As System.Threading.Thread = _
        New System.Threading.Thread( _
            New System.Threading.ThreadStart(AddressOf PrintInteger))
    'スレッドを開始する
    t.Start()

    'しばらく待機する
    System.Threading.Thread.Sleep(100)

    Console.Write("<< Suspend >>")
    'スレッドを中断する
    t.Suspend()

    '再びしばらく待機する
    System.Threading.Thread.Sleep(1000)

    '中断したスレッドを再開する
    t.Resume()
    Console.Write("<< Resumed >>")

    'みたびしばらく待機する
    System.Threading.Thread.Sleep(100)

    Console.Write("<< Abort >>")
    'スレッドを終了する
    t.Abort()

    Console.ReadLine()
End Sub

'別スレッドで実行するメソッド
Private Shared Sub PrintInteger()
    '無限ループ
    While True
        Dim i As Integer
        For i = 0 To 9
            Console.Write(i)
        Next
    End While
End Sub
'・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

//[C#]・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
//エントリポイント
public static void Main()
{
    //PrintIntegerメソッドを実行するための
    //Threadオブジェクトを作成する
    System.Threading.Thread t = 
        new System.Threading.Thread(
            new System.Threading.ThreadStart(PrintInteger));
    //スレッドを開始する
    t.Start();

    //しばらく待機する
    System.Threading.Thread.Sleep(100);

    Console.Write("<< Suspend >>");
    //スレッドを中断する
    t.Suspend();

    //再びしばらく待機する
    System.Threading.Thread.Sleep(1000);

    //中断したスレッドを再開する
    t.Resume();
    Console.Write("<< Resumed >>");

    //みたびしばらく待機する
    System.Threading.Thread.Sleep(100);

    Console.Write("<< Abort >>");
    //スレッドを終了する
    t.Abort();

    Console.ReadLine();
}

//別スレッドで実行するメソッド
private static void PrintInteger()
{
    //無限ループ
    for (;;)
        for (int i = 0; i < 10; i++)
            Console.Write(i);
}
//・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

（補足：
上記のコードでは、
t.Suspend();
と
t.Resume();
の間にConsole.Writeを入れると、そこでフリーズしてしまいました。）

スレッドを一時停止させる方法として、Thread.Sleepメソッドを使う
こともできます。SleepメソッドはSuspendメソッドと違い、呼び出す
とスレッドはすぐに停止しますが、停止するスレッド以外のスレッド
から呼び出すことはできません。

なお、この方法はスレッドを同期させる方法としては不適切です。ス
レッドの同期につきましては、別の機会に紹介する予定です。

参考：
・スレッドの一時中断と再開
http://www.microsoft.com/japan/msdn/library/ja/cpguide/html/cpconworkingwiththreads.asp

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