Un hilo es un subconjunto de sentencias de un programa con un objetivo específico. En un procesador con varios nucleos son ejecutados concurrentemente por cada nucleo; por lo tanto supone una mejora en la rapidez de ejecución de un programa.
Programar en hilos en procesadores multinucleo aprovecha la ejecución simultanea de varias partes del mismo programa por nucleos distintos,pudiendo accesar cada hilo de forma compartida variables del programa ("variables globales").
Algunos autores llaman códigos secuenciales a los que no usan hilos y códigos paralelos a los que sí los usan. Secuenciales porque debe de esperar cada actividad a que termine su antecesora; independientemente de si esta actividad es requisito previo o no para su ejecución. [apendice A]
Notas:
(1) Hilo en inglés es Thread, este término se usará en forma de sinónimo en ocasiones, dado que C# lo utiliza para definirlos.
(2) Algunos textos serán sustentados por ejemplos con código ejecutable ya probado, solo hay que ir a la referencia que se indicará con corchetes.
C# provee su namespace System.Threading para su soporte. En él distingue dos tipos de hilos:
(a) Ejecutados en primer orden -> foreground
Los hilos de forma predeterminada corresponden a esta categoría.
(b) Ejecutados en segundo plano -> background
Su característica peculiar es que terminan automáticamente cuando
han terminado todos lo hilos de tipo foreground del proceso. Para
generarse hay que cambiar la propiedad IsBackground a True.
Tal y como un proceso que pasa por varios estados los hilos también,sus estados son:
(1) Running
(2) StopRequested
(3) SuspendRequested
(4) Background
(5) Unstarted
(6) Stopped
(7) WaitSleepJoin
(8) Suspended
(9) AbortRequested
(10) Aborted
El siguiente enlace en español del MSDN da una explicación de cada uno de dichos estados [1]
Los hilos en C# pueden generarse definiendo para cada hilo un punto de entrada. ¿qué es esto? Un punto de entrada es un método de una clase que inicia la ejecución de un hilo; pueden existir distintos puntos de entrada para distintos hilos en una misma clase. Estos métodos deben tener las siguientes características:
(a) Públicos
(b) No regresan un resultado (void )
De lo contrario se generará un error al momento de compilar la clase.
Los métodos que pueden ser puntos de entrada pueden ser estáticos o no. Si son estáticos no tiene que generarse un objeto de la clase a la que pertenecen [apéndice B], de lo contrario si debe de generarse el objeto previamente [apéndice C].
Nota: Los métodos estáticos por definición deben de ser públicos, pero los métodos de instancia No necesariamente. C# permite definir puntos de entrada como métodos de instancia privados.[apéndice D]
Al punto de entrada se le pueden pasar parámetros, pero este solo puede ser uno, de la clase object [apéndice E]. Si se quieren pasar múltiples datos solo hay que generar una clase que sirva de transporte para ellos [apéndice F].
A continuación el proceso de creación de un hilo realizado por pasos:
( 1 ) Se genera un objeto de la clase Thread que controlará el hilo y que recibe como parámetro en su constructor la referencia del método que va a ejecutar como punto de entrada del hilo.
Thread h = new Thread(
);
puede ser: Un método estático o uno de instancia.
Clase.metodo -> para un método estático [apéndice B]
objeto.metodo -> para un método de instancia [apéndice C]
( 2 ) Iniciar el objeto hilo que se acaba de generar, invocando al método
Start.
h.Start();
Si el método recibe un parámetro de tipo object este debe de indicarse ahora [apéndice F].
Referencias
[1] MSDN Library, ThreadState. enlace
Describe los estados que puede tener un hilo en .NET
[2] Wilsonmar. Thread programming. enlace
Realiza comparaciones entre distintos lenguajes para programar en hilos.
[3] Anita May Joseph. Introducing multithreaded programming in C#. enlace
[4] MSDN Library, ParameterizedThreadStart. enlace
Muestra ejemplos y describe la clase ParameterizedThreadStart, que se utiliza
para definir un punto de inicio de un hilo con parámetros.
Apéndices
Apéndice A
Código ejemplo, realizando en forma secuencial. No utiliza hilos.Calcula la cantidad de números pares e impares desde el 1 hasta el 500,000
using System;
using System.Threading;
namespace codigosEjemplo
{
public class ejemplo1
{
public void calculaPares()
{
int cont=0;
for(int i=1; i<=500000; cont+=(i%2 ==0?1:0), i+=1 );
System.Console.WriteLine("pares {0}", cont);
}
public void calculaImpares()
{
int cont=0;
for(int i=1; i<=500000; cont+=(i%2==1?1:0), i+=1 );
System.Console.WriteLine("Impares {0}", cont);
}
public static void Main()
{
ejemplo1 obj1= new ejemplo1();
System.Console.WriteLine("pares hasta el 500,000");
obj1.calculaPares();
obj1.calculaImpares();
}
}
}
Apéndice B
Código ejemplo, realizando en forma paralela. Utiliza hilos. Calcula la cantidad de números pares e impares desde el 1 hasta el 500,000 . El punto de entrada al hilo es un método estático.
using System;
using System.Threading;
namespace codigosEjemplo
{
public class ejemplo1
{
public static void calculaPares()
{
int cont=0;
for(int i=1; i<=500000; cont+=(i%2 ==0?1:0), i+=1 );
System.Console.WriteLine("pares {0}", cont);
}
public static void calculaImpares()
{
int cont=0;
for(int i=1; i<=500000; cont+=(i%2==1?1:0), i+=1 );
System.Console.WriteLine("Impares {0}", cont);
}
public static void Main()
{
//ejemplo1 obj1= new ejemplo1();
System.Console.WriteLine("pares hasta el 500,000");
Thread t1= new Thread( ejemplo1.calculaPares );
Thread t2= new Thread( ejemplo1.calculaImpares );
t1.Start();
t2.Start();
}
}
}
Apéndice C
Código ejemplo, realizando en forma paralela. Utiliza hilos.Calcula la cantidad de números pares e impares desde el 1 hasta el 500,000 . El punto de entrada al hilo es un método de instancia.
using System;
using System.Threading;
namespace codigosEjemplo
{
public class ejemplo1
{
public void calculaPares()
{
int cont=0;
for(int i=1; i<=500000; cont+=(i%2 ==0?1:0), i+=1 );
System.Console.WriteLine("pares {0}", cont);
}
public void calculaImpares()
{
int cont=0;
for(int i=1; i<=500000; cont+=(i%2==1?1:0), i+=1 );
System.Console.WriteLine("Impares {0}", cont);
}
public static void Main()
{
ejemplo1 obj1= new ejemplo1();
System.Console.WriteLine("pares hasta el 500,000");
Thread t1= new Thread( obj1.calculaPares );
Thread t2= new Thread( obj1.calculaImpares );
t1.Start();
t2.Start();
}
}
}
Apéndice D
Código ejemplo, realizando en forma paralela. Utiliza hilos.
Calcula la cantidad de números pares e impares desde el 1 hasta el 500,000 . El punto de entrada al hilo es un método de instancia que es privado, pero aún así compila el código y lo ejecuta correctamente.
using System;
using System.Threading;
namespace codigosEjemplo
{
public class ejemplo1
{
//public void calculaPares()
private void calculaPares()
{
int cont=0;
for(int i=1; i<=500000; cont+=(i%2 ==0?1:0), i+=1 );
System.Console.WriteLine("pares {0}", cont);
}
//public void calculaImpares()
private void calculaImpares()
{
int cont=0;
for(int i=1; i<=500000; cont+=(i%2==1?1:0), i+=1 );
System.Console.WriteLine("Impares {0}", cont);
}
public static void Main()
{
ejemplo1 obj1= new ejemplo1();
System.Console.WriteLine("pares hasta el 500,000");
Thread t1= new Thread( obj1.calculaPares );
Thread t2= new Thread( obj1.calculaImpares );
t1.Start();
t2.Start();
}
}
}
Apéndice E
Código ejemplo, realizando en forma paralela. Utiliza hilos. Calcula la cantidad de números pares e impares desde el 1 hasta el 500,000 . El punto de entrada al hilo es un método de instancia que es privado, pero aún así compila el código y lo ejecuta
correctamente.Recibe como parámetro un objecto de la clase object.
using System;
using System.Threading;
namespace codigosEjemplo
{
public class ejemplo1
{
//public void calculaPares()
private void calculaPares(object nombre)
{
int cont=0;
System.Console.WriteLine("iniciando: {0}", nombre );
for(int i=1; i<=500000; cont+=(i%2 ==0?1:0), i+=1 );
System.Console.WriteLine("pares {0} ", cont);
}
//public void calculaImpares()
private void calculaImpares(object nombre)
{
int cont=0;
System.Console.WriteLine("iniciando: {0}", nombre );
for(int i=1; i<=500000; cont+=(i%2==1?1:0), i+=1 );
System.Console.WriteLine("impares {0} ", cont);
}
public static void Main()
{
ejemplo1 obj1= new ejemplo1();
System.Console.WriteLine("pares hasta el 500,000");
Thread t1= new Thread( obj1.calculaPares );
Thread t2= new Thread( obj1.calculaImpares );
t1.Start("pares");
t2.Start("impares");
}
}
}
Apéndice F
Código ejemplo, realizando en forma paralela. Utiliza hilos. Calcula la cantidad de números pares e impares desde el 1 hasta el 500,000 . El punto de entrada a uno de los hilos es un método de instancia que es privado y para el otro hilo es público.Recibe como parámetro un objecto de la clase object que proviene de una
clase que unicamente sirve para transportar parámetros. Esta clase pudo tener más propiedades.
using System;
using System.Threading;
namespace codigosEjemplo
{
public class mensaje
{
String msg_;
public mensaje(String valor)
{
msg_= valor;
}
public String msg
{
get
{
return msg_;
}
set
{
msg_= value;
}
}
}
public class ejemplo1
{
public void calculaPares(object nombre)
{
int cont=0;
System.Console.WriteLine("iniciando: {0}", ((mensaje) nombre).msg );
for(int i=1; i<=500000; cont+=(i%2 ==0?1:0), i+=1 );
System.Console.WriteLine("pares {0} ", cont);
}
//public void calculaImpares()
private void calculaImpares(object nombre)
{
int cont=0;
System.Console.WriteLine("iniciando: {0}", ((mensaje) nombre).msg );
for(int i=1; i<=500000; cont+=(i%2==1?1:0), i+=1 );
System.Console.WriteLine("impares {0} ", cont);
}
public static void Main()
{
ejemplo1 obj1= new ejemplo1();
mensaje objMsg1= new mensaje("pares");
mensaje objMsg2= new mensaje("impares");
System.Console.WriteLine("pares hasta el 500,000");
Thread t1= new Thread( obj1.calculaPares );
Thread t2= new Thread( obj1.calculaImpares );
t1.Start( objMsg1 );
t2.Start( objMsg2 );
}
}
}
