线程

CLR中的线程并不等于操作系统线程，所以代码并不能随心所欲地控制操作系统线程。线程是操作系统调度的最小单元。

基础知识：

0.1、     并行和并发：多核之间叫并行，是真正的同时执行；CPU时间分片是并发，不是真正的同时执行。

0.2、     4核4线程：CPU有四个物理核心，任务管理器会显示出4张CPU图表

4核8线程：使用了超线程技术，把一个物理核心模拟成了2个逻辑核心，所以任务管理器会显示出8张CPU表

0.3     线程不是越多越好，线程的本质是资源换性能，但资源不是无限的，且资源调度会有损耗

0.4    CPU时间分片：微观上来看，多个线程是挨个执行的；宏观上来看，用户感受不到线程的切换，感觉上是一起在执行

0.5    操作系统32位和64位的区别

•  支持内存不同：32位最多4G，64位理论上不限，只要有足够的内存条
• 支持的处理器不同
•  处理数据的能力：32和64代表的是CPU可以处理的最大位数

 

1、 委托BeginInvoke可以开启一个线程异步执行委托；

1.1、如果异步执行（BeginInvoke）完后，想执行另一个方法，应该怎么做?

非阻塞：利用回调函数。action.BeginInvoke(委托参数, (ar) => { 需要回调的方法},回调参数)

阻塞：

• IAsyncResult的属性IsComplete来判断委托是否完成
• IAsyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne() 实际上是信号量来阻塞住
•   EndInvoke(asyncResult) 阻塞住，如果委托有返回值在在这里可以拿到返回值

2、 Thread类：是对线程对象的一个封装，这是CLR中的线程概念。要想开启一个线程，代码首先告诉CLR,CLR再去向操作系统申请。

2.1 Thread与线程池创建的线程相比有两个优点：

• 优先级：Thread线程可以指定优先级Priority，线程池创建的线程均以普通优先级运行。但注意：高优先级的线程并不一定总是比低优先级的线程先执行，操作系统线程不是想让它先执行就先执行，想停止就停止，操作系统有一套自己的调度，指定优先级之后多次统计的话，代码中指定的高优先级线程会比低优先级线程先执行的次数多（概率/运气）；另外先执行并不一定能保证先结束；
• IsBackground：指定是否是后台线程

 

2.2 Thread类中不要用的方法

       Suspend()、Resume()、ResetResume()   原因：线程是操作系统的，并不是代码中写一句挂起、恢复就可以立即生效的，会有延迟，也有可能根本就不会停止。

Abort()不建议使用，它是通过抛异常的方法向操作系统发通知(除此之外没有别的办法)来停止线程，会有延时，也不一定真能停下来(例如：网络请求、数据库查询 请求都已经发出去了是没有办法停止的，只能不要去处理返回的数据)

 

2.3 线程等待

• 判断状态 thread.ThreadState
• thread.Join() 执行这句话的线程等待thread线程执行完毕
• Thread没有自带的回调，需要封装自己封装一层，初始化线程的委托和需要回调的函数重新封装成初始化线程的委托

  

2.4 thread 获取执行结果，没有现成的，只能封装

 

 需要结果时，就执行返回的委托，产生阻塞等待结果。

 

3、 ThreadPool静态(.NET Framework 2.0)：如果某个对象创建和销毁代价比较高，同时这个对象还可以反复使用，就需要一个池——线程池。

Thread类中提供给开发人员的API过多，因为线程有“运气”的成分，所以开发人员并不能很好的使用，所以ThreadPool中的API很少。

ThreadPool里面的线程都是后台线程，都以普通优先级运行。

3.1使用

       ThreadPool.QueueUserWorkItem(需要处理的事情，参数)

3.2 阻塞

       没有现成的可以阻塞的方法，只能使用信号量 ManualResetEvent来控制阻塞

       false(关闭)—Set打开—true(WaitOne就能通过)

       true(打开)—Rest关闭—false(WaitOne只能等待)

3.3 没有现成的支持返回值获取和回调的方法

3.4 设置线程池最大和最小可用数量，全局有效，但只会统计线程池开启的线程

       ThreadPool.SetMinThreads(,)   ThreadPool.SetMaxThreads

 

4、 Task(.NET Framework3.0)：Thread提供的API太多，太灵活，不好用。ThreadPool提供的API太少。所以Task出现了，Task的线程是基于线程池的，Task提供了丰富的API。

4.1 使用

•  Task task = new Task(委托)  task.Start()
• Task.Run(委托)
• Task.Factory.StartNew(委托)
• new TaskFactory().StartNew(委托)

4.2 Task.Delay() 异步等待

   Task.Delay(等待时间).ContinuedWith(委托)  //线程先等待然后再执行委托，其实就相当于委托中有一个Thread.Sleep

4.3 等待，均是阻塞的

• Task.WaitAll()
• Task.WaitAny()
•   taskFactory.ContinueWhenAll( , 回调)
• askFactory.ContinueWhenAny( , 回调)

5、 Parallel 在Task基础上又封装了一层主要是为了支持任务并发执行(在同一个时间点一起开始执行)，最大特点：主线程也会作为一个线程运行其中的一个任务，因而界面会阻塞

5.1  常用方法

     Parrallel.Invoke(多个action)

     Parrallel.For(多个action)

     Parrallel.ForEach(多个action)

 

6、 多线程常见问题

6.1  多线程异常处理：多线程里面抛出的异常，会终结当前线程，但是不会影响别的线程，线程异常会被吞掉。

       捕获线程异常需要等待 Task.WaitAll(list), 多线程专用异常类 AggregateException

常规建议：多线程的委托中不允许抛出异常，包一层try catch,然后记录下异常信息。

6.2 多线程取消

已经开始执行的任务无法取消, 但是可以通过判断cancelSource.Token.IsCancellation

Requested来控制代码是否结束

 

用于实现协作取消模型的常规模式是：

• 实例化 CancellationTokenSource 对象，此对象管理取消通知并将其发送给单个取消标记。
• 将 CancellationTokenSource.Token 属性返回的标记传递给每个侦听取消的任务或线程。
• CancellationToken.IsCancellationRequested从接收取消标记的操作中调用方法。 为每个任务或线程提供响应取消请求的机制。 是否选择取消操作以及具体操作方式取决于应用程序逻辑。
•  调用 CancellationTokenSource.Cancel 方法以提供取消通知。 这会将 CancellationToken.IsCancellationRequested 取消标记的每个副本上的属性设置为 true 。
•  Dispose  CancellationTokenSource对象 。

 

6.3 线程安全&lock

线程安全的定义: 如果代码在进程中有多个线程同时运行这一段，如果每次运行的结果都跟单线程运行时的结果一致，那么线程就是安全的。

6.3.1 作为锁的对象： 静态、私有、只读

6.3.2 递归调用lock(this) 不会死锁，因为是同一个线程

6.3.3 作为锁的对象不应该是string, string在内存分配上是重用的会冲突

6.3.4 lock里面的代码不要太多，因为线程执行到这只能一个个通过就变成了单线程

6.3.5 线程安全集合：System.Colletions.Concurrent 下面的集合才是线程安全的

6.3.6 建议：避免多线程去操作同一个数据这样就可以不用考虑锁，对数据进行分拆，高效又安全