はじめに

実験のデータ収集系のソフトウェアでは、 発生するデータを収集しつつ記録媒体へ出力したり、コンソールから人間の 指示を受け取ったり、進行状況を表示したりしなければならないのが 一般的である。すなわち、複数の入出力を同時に扱う必要がある。 しかしながら入出力は通常システムによりブロックされる （完了するまでユーザプログラムに制御が戻らない）。従って、同時に複数の 入出力を扱おうとすると、一つ一つの入出力を平行に処理させる必要が出てくる。 これを実現するには、（現在では）通常 thread を用いる。

C# の Thread class は、Java の Thread class とは若干思想が異なる（ように 筆者には思える）。Java の Thread class は public void run() method に thread として実行すべきプログラムを書き、start() method により起動する。 一方 C# の方は、実行すべき method を Thread class の外から与える。その ためには、method への参照が必要となるが、これを ThreadStart という delegate で与える。delegate というのは、要するに関数への参照である。

例を示そう。

using System;
using System.Threading;

public class Work 
{
   public static void Do()
   {
      for(int i = 0; i < 3; i++)
      {
         Console.WriteLine("In Work thread [" + i + "]" );
            Thread.Sleep(100);
      }
   }
}

class ThreadTest
{
   public static void Main()
   {
      Thread myThread = new Thread(new ThreadStart(Work.Do));
      myThread.Start();
      Console.WriteLine("Waiting...");
   }
}

この例では、static method である Do() を渡しているので、 Work class の object を生成する必要はなく、どちらかと 言えば C の書き方に似ている。 ThreadStart として渡すのは、object の member method でもよい。

Graphical User Interface と組み合わせる

上記プログラムは Console Application であったが、Graphical User Interface と組み合わせてみる。Data 収集プログラムの例は少し複雑になるので別に示すことに して、ここでは data 収集プログラムを意識しつつ 前に例示した Graphical Program を少し改造してみよう。プログラム仕様は以下の通りとする。

• 白地に色付きの円を描くプログラムである。
• 「色」「拡大」「縮小」ボタンがある。
• 「色」ボタンを一度押す毎に描く円の色を「赤」「緑」「青」の順で変える。 この時、下部のラベル窓に現在の色の名前も表示する。
• 「拡大」または「縮小」ボタンを押すと 描く円の大きさを 0.5 秒毎に「拡大」または「縮小」し、ある決まった 大きさになったところで「拡大」または「縮小」を停止する。
• 「拡大」または「縮小」実行中に「拡大」または「縮小」ボタンを押しても機能させない。
• 「拡大」または「縮小」実行中であっても「色」ボタンは機能させる。

上記仕様を満たすために、ある決まった大きさになるまで円の半径を 0.5 秒毎に 変える部分を子 thread とし、それ以外を main の thread で扱うことにする。 このようにしなければならない理由は無いが、例題として、元のプログラムの形を できるだけ保って、thread として付け加えた部分をできるだけわかりやすくする ためである。

using System;
using System.Drawing;
using System.Windows.Forms;
using System.Threading;

public class MyApp : Form
{
  private class MyPanel : Panel
  {
    protected override void OnPaint(PaintEventArgs e)
    {
      base.OnPaint(e);
      Brush [] mybrush = {Brushes.Red, Brushes.Green, Brushes.Blue};
      Graphics g = e.Graphics;
      Rectangle r = this.ClientRectangle;
      int xc = (r.Left + r.Right) / 2;
      int yc = (r.Top + r.Bottom) / 2;
      int rd = (dm + 1) / 2;
      g.FillEllipse( mybrush[brushindex], xc - rd, yc - rd, dm, dm);
    }
  }

  static bool running = false;
  static int dm;
  static int delta;
  static int brushindex = 0;
  static MyPanel mypanel = new MyPanel();
  static Button [] mybutton = {null, null, null};
  static Label mylabel = new Label();
  static String [] btntitle = { "色", "拡大", "縮小" };
  static String [] clrtitle = { "赤", "緑", "青" };

  Thread t1;

  static void DiamChg()
  {
    running = true;
    if( delta < 0 )
    {
      while( dm > 30 )
      {
        dm += delta;
        mypanel.Invalidate();
        Thread.Sleep(500);
      }
    }
    else if( delta > 0 )
    {
      while( dm < 300 )
      {
        dm += delta;
        mypanel.Invalidate();
        Thread.Sleep(500);
      }
    }
    running = false;
  }

  public MyApp()
  {
    Text = "コントロール付";
    dm = 150;

    Panel mybuttons = new Panel();
    mybuttons.Dock = DockStyle.Top;
    mybuttons.BorderStyle = BorderStyle.Fixed3D;
    mybuttons.Size = new Size(320, 24);

    int i;
    for( i = 0; i < 3; i++ )
    {
      mybutton[i] = new Button();
      mybutton[i].Dock = DockStyle.None;
      mybutton[i].Text = btntitle[i];
      mybutton[i].Size = new Size(80, 20);
      mybutton[i].Location = new Point(i * 80, 0);
      mybutton[i].Click += new System.EventHandler(mybutton_Click);
      mybuttons.Controls.Add(mybutton[i]);
    }
    mylabel.Dock = DockStyle.Bottom;
    mylabel.BorderStyle = BorderStyle.Fixed3D;
    mylabel.Location = new Point(0, 223);
    mylabel.Size = new Size(320, 15); 
    mylabel.Text = clrtitle[0];
    mypanel.Dock = DockStyle.Fill;
    mypanel.BorderStyle = BorderStyle.Fixed3D;
    mypanel.Location = new Point(0, 15);
    mypanel.Size = new Size(320, 160);
    mypanel.BackColor = Color.White;
    AutoScaleBaseSize = new Size(5, 13);
    ClientSize = new Size(320, 240);
    Controls.AddRange(new Control[] {mybuttons, mylabel, mypanel});
  }
  public static void Main()
  {
    Application.Run(new MyApp());
  }
  private void mybutton_Click(object sender, EventArgs evArgs)
  {
    if(sender == mybutton[2])
    {
      if( !running )
      {
        delta = -10;
        t1 = new Thread(new ThreadStart(DiamChg));
        t1.Start();
      }
    }
    else if(sender == mybutton[1])
    {
      if( !running )
      {
        delta = 10;
        t1 = new Thread(new ThreadStart(DiamChg));
        t1.Start();
      }
    }
    else
    {
      if( brushindex == 2 )
        brushindex = 0;
      else
        brushindex += 1;
      mylabel.Text = clrtitle[brushindex];
      mypanel.Invalidate();
    }
  }
  protected override void OnSizeChanged(System.EventArgs e)
  {
    base.OnSizeChanged(e);
    mypanel.Invalidate();
  }
}