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C#でスレッド間をMonitorクラスを使って同期をとる。

ライター：abiko_tetuさん（最終更新日時:2013/4/2）投稿日：2013/3/8 アドバイス受付中！

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C#でスレッド間をMonitorクラスを使って同期をとる。

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「C#でスレッドを作成する方法」における一連の説明（知恵ノート）において、ここでは、

「C#でスレッド間をMonitorクラスを使って同期をとる」

について説明します。

総合の目次

本ページを含めた関連事項の総合目次です。

http://note.chiebukuro.yahoo.co.jp/detail/n1729

はじめに

あるスレッドと別なスレッドの間で、データーのやり取りをすると異常が発生します（うまくデーターが伝わらないことがある）。
そもそもスレッドとは、並列に実行される処理です。
よって、各スレッドは、勝手に（別々に）動作しているので、データーをやり取りすること自体が困難なことです。
そこで、各スレッド間で同期をとる機能（タイミングを合わせる機能）があります。
ここでは、その同期用機能のひとつであるMonitorクラスについて紹介します。

サンプルコード

ここで取り上げるサンプルは、なるべく複雑にならない範囲で、実際にスレッドの扱い方を確かめられるものとします。

本サンプの仕様

本サンプルでは、スレッド生成等の基本的なコードの書き方を紹介することが目的なので、単純な計算（足し算）をして、その計算結果をテキストボックスに表示するだけにしました。
具体的には、まず、テキストボックス textBox1 に、ユーザーが演算値１（例えば、７＋１２ならば、７の方の値）を入力します。
次に、テキストボックス textBox2 に、ユーザーが演算値２（７＋１２の１２の方の値）を入力します。
次に、ボタン button1 をクリックすると、上記の入力値から、計算（足し算）を行ないます。
ここで、その計算処理は、スレッドを用意して、そのスレッドで計算をします。
また、演算値１、２の値は、Monitorクラスを使って、計算用スレッドに渡します。

その後計算処理が終わったら、その計算結果をテキストボックス textBox3 に表示します。

フォームデザイン等の前準備

コードを記述する前に、フォームのデザイン作成などの、以下の前準備を行なって下さい。

<プロジェクトの作成>
本サンプルの確認用に、新規にプロジェクトを作成して下さい。
プロジェクトの種類は、「Windowsフォームアプリケーション」です。

<フォームのデザイン>
デザイン画面で、TextBox （テキストボックス）を３個と、 Button （ボタン）を１個貼り付けて下さい。

デザイン画面

<テキストボックスの複数行化>

テキストボックスは、デフォルトでは１行用になっています。
textBox1 と textBox2 は、デフォルト（１行表示用）のままで構いません。
しかし、textBox3 については、複数行の文字を扱いたいので、以下の操作で、テキストボックスを複数行対応にして下さい。
まず、先程貼り付けたテキストボックス textBox3 を選択状態にして下さい（すなわち、デザイン画面上のテキストボックス textBox3 をクリックする）。
そうすると、テキストボックスの右上に、小さな三角形のマークが表示されます。
それをクリックすると Multiline と言う表記のチェックボックスが表示されます。
そのチェックボックスにチェックを入れると、複数行対応になります。
あとは、デザイン画面のチェックボックスをマウス操作で、縦幅を広げて下さい。

テキストボックス三角

<イベントプロシージャの作成>

デザイン画面のフォームをダブルクリックして、Form1_Load() メソッドを作って下さい。

また、先程貼り付けたデザイン画面上のボタン「button1」をダブルクリックして、button1_Click() メソッドを作って下さい。

<クラスを書くためのソースファイルの作成>

[プロジェクト] - [クラスの追加] で、「新しい項目の追加」画面を表示する。
その画面の [ファイル名]欄に任意のファイル名（クラス用ソースファイルのファイル名）を記入する。
[追加]ボタンをクリックする。

なお、ここで作成されたソースファイルには、後述しますクラスのコード（「演算値格納用クラスのコード」のコード）を記述します。

演算値格納用クラスのコード

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace MonitorSimple
{

    //===================================
    // 演算値格納用クラス
    //===================================
    public class ThreadParameter
    {
        public float data1; // 演算値１
        public float data2; // 演算値２
    }

}

Formクラスのコード

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;

// C#でスレッド間をMonitorクラスを使って同期をとる。
namespace MonitorSimple
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();

            // スレッドからテキストボックスをアクセスすることを指定
            Control.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;
        }

//============
// メンバー変数

private System.Threading.Thread ThreadMethodThread; // スレッド

private ThreadParameter ThreadPara; // 演算値１、２を格納するクラス

        //============
        // フォーム起動時イベント
        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {

// 演算値格納用オブジェクトを生成
ThreadPara = new ThreadParameter();

            // 演算値を初期設定
            textBox1.Text = "7";
            textBox2.Text = "12";

}

        //============
        // スレッド開始用ボタン
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {

            // ユーザー入力された演算値(string型)を数値(float型)に変換
            float data1, data2; // 演算値１、２
            float.TryParse(textBox1.Text, out data1); // 演算値１
            float.TryParse(textBox2.Text, out data2); // 演算値２

            // 演算値格納用オブジェクトのロック/解放待ち
            // 他のｽﾚｯﾄﾞがｵﾌﾞｼﾞｪｸﾄをｱｸｾｽしていない場合 ---> ｵﾌﾞｼﾞｪｸﾄのﾛｯｸ
            // 他のｽﾚｯﾄﾞがｵﾌﾞｼﾞｪｸﾄをｱｸｾｽしている場合   ---> ｵﾌﾞｼﾞｪｸﾄの解放待ち
            System.Threading.Monitor.Enter(ThreadPara);

ThreadPara.data1 = data1; // 演算値１
ThreadPara.data2 = data2; // 演算値２

// 演算値格納用オブジェクトを解放
System.Threading.Monitor.Exit(ThreadPara);

            // スレッド作成
            // --- 対象処理用メソッドをスレッド用メソッドとして登録
            ThreadMethodThread = new System.Threading.Thread(AddThreadMethod);

// スレッドを開始
ThreadMethodThread.Start();

}

        //============
        // 加算処理スレッド用メソッド
        // --- 加算処理を行なうメソッドです。なお、本メソッドは、マルチスレッ
        //      ドとして処理が実行されます。
        private void AddThreadMethod()
        {

// スレッドに行なわせたい処理を記述する。
// ここでは、加算処理を行なわせるものとする。

            // 演算値を取得
            float data1 = ThreadPara.data1; // 演算値１
            float data2 = ThreadPara.data2; // 演算値２

// 演算値格納用オブジェクトを解放
System.Threading.Monitor.Exit(ThreadPara);

// 加算処理
float ThreadAnswer = data1 + data2;

// 計算結果表示
textBox3.Text += data1.ToString() + " + " + data2.ToString() + " = " + ThreadAnswer.ToString() + "\r\n";

}

}
}