Thread&ThreadPool、Parallel、Async和Await用法总结
1、线程和线程池Thread&ThreadPool
//线程初始化时执行方法可以带一个object参数，为了传入自定义参数，所以执行需单独调用用于传参。
Console.WriteLine("执行线程");
Thread th = new Thread((objParam) =>
{
Console.WriteLine("线程启动，执行匿名方法，有无参数{0}", objParam != null);
});
th.IsBackground = true;
object objP = new object();
th.Start(objP);
//线程池
//线程池初始化执行方法必须带一个object参数，接受到的值是系统默认NULL（不明），所以初始化完成自动调用
Console.WriteLine("执行线程池");
ThreadPool.QueueUserWorkItem((objparam) =>
{
Console.WriteLine("线程池加入的匿名方法被执行。");
});
执行结果：
2、并行循环Parallel
int result = 0;
int lockResult = 0;
object lb = new object();
//并行循环
//并行应该用于一次执行多个相同任务，或计算结果和循环的游标没有关系只和执行次数有关系的计算
Console.WriteLine("执行并行循环");
Parallel.For(0, 10, (i) =>
{
result = result + 2;
//lock只能lock引用类型，利用引用对象的地址唯一作为锁，实现lock中的代码一次只能一个线程访问
//lock让lock里的代码在并行时变为串行，尽量不要在parallel中用lock（lock内的操作耗时小，lock外操作耗时大时，并行还是起作用）
lock(lb)
{
lockResult = lockResult + 2;
Thread.Sleep(100);
Console.WriteLine("i={0},lockResult={1}", i, lockResult);
}
Console.WriteLine("i={0},result={1}", i, result);
});
执行结果：
Parallel用法很简单，就是Parallel.For(游标开始值, 游标结束, int参数的Action)，传入action的方法接受的int参数就是当前执行的游标。
跑题开始-------------------------------（手贱要在并行里写lock还要sleep刚好形成规律，以下是写博时发现的，没兴趣的同学可以跳过）
通过结果我们可以看出，首先执行顺序是随机的，可以猜到一次是把游标的取值分别当参数传给多个线程执行action即可。后面的结果也验证了这一点，lockResult不用说，不管多少线程到这都得排队执行，所以结果递增。再看result，上来就变成了10，可以推出遇到lock之前已经被加了5次，那么应该是一次4个线程喽（大家肯定觉得应该是5个，开始我也是这样觉得，往下看）。
再看result其实也不是没规律，可以看出从10到20也是递增，但到了20就不增加了（因缺思亭）。我们模拟下（按5个线程模拟不符合结果，我就直接按合理的情况推一遍）。
1、首先可以4个线程ABCD同时执行，都到了lock这停住，那这时result被加了4次是8。
2、然后一个线程A执行lock里的代码，其他的BCD等待（不是sleep仍然占用cpu），执行完输出lockResult=2（第一行）。
这时继续往下应该输出result=8对吧，为什么是result=10。注意lock里有一个Thread.Sleep(100)，这就是关键。在lock里sleep会怎样，当前线程A释放cpu 100ms，这时就可以再来一个线程E执行到lock这也停住了，result是不是就是10了。
3、这个线程A醒来优先级最高挤掉一个线程往下继续输出result=10（第二行）。这时刚才被挤掉的线程又恢复占用cpu状态，就是BCDE四个线程。
4、同理，BCDE四个等待线程的又有一个进入lock然后又sleep，又可以有一个线程来把result加2，这时循环这个过程，result也呈现出规律。
5、为什么result后面几次都是20，因为总共执行10次，首先四个线程执行了4次，然后一个新线程执行第5次后，第1次执行的线程才输出第5次执行后的结果，第2次输出第6次。。。第6次输出第10次（第6行就是result=20），后面四次已经执行过result加2，所以只输出结果20。
如果把Thread.Sleep(100)去掉result就不再有这么明显的规律。因为sleep让cpu可以释放与lock等待共同作用让线程执行形成一个先后顺序的队列。sleep放到lock外也不行，sleep会释放cpu，放到lock外，没有lock占用cpu，lock前就不一定执行了几次。
为什么一次是四个线程呢，很容易想到，我CPU四核的。。。就这么简单。。
跑题结束---------------------------------
通过以上分析，并行是个什么东西大家应该有所了解了，继续。
3、任务Task
//任务
Task.Run(() =>
{
Thread.Sleep(200);
Console.WriteLine("Task启动执行匿名方法");
});
Console.WriteLine("Task默认不阻塞");
//获取Task.Result会造成阻塞等待task执行
int r = Task.Run(() =>
{
Console.WriteLine("Task启动执行匿名方法并返回值");
Thread.Sleep(1000);
return 5;
}).Result;
Console.WriteLine("返回值是{0}", r);
执行结果：
用法如上，好像使用的是线程池。传入方法不能有参数，可以有返回值。要获得结果，要在Run()（返回Task
Task好用，关键点就是有返回值，可以获取结果。
4、异步方法Async&await&Task
重点：
1、异步方法需要Async关键字修饰
2、异步方法的返回类型只能是void或Task
3、返回值类型是T时，异步方法返回类型必须是Task
4、await可以用于async方法和 async方法中的task（通过3、4两点大家应该能猜到，异步方法本身其实就是一个Task或者说和自己内部的Task在同一线程）
5、只有异步方法内使用了（await关键词描述的）（有返回值的线程Task）才能提现异步方法的优势写了一个异步方法，一个普通方法进行对比测试。异步方法正确使用的代码如下：（后面几次测试在此基础上稍作修改即可）
//异步方法
public async Task<int> MethodA(DateTime bgtime, int i)
{
int r = await Task.Run(() =>
{
Console.WriteLine("异步方法{0}Task被执行", i);
Thread.Sleep(100);
return i * 2;
});
Console.WriteLine("异步方法{0}执行完毕，结果{1}", i, r);
if (i == 49)
{
Console.WriteLine("用时{0}", (DateTime.Now - bgtime).TotalMilliseconds);
}
return r;
}
//普通方法
public int MethodC(DateTime bgtime, int i)
{
int r = Task.Run(() =>
{
Console.WriteLine("普通多线程方法{0}Task被执行", i);
Thread.Sleep(100);
return i * 2;
}).Result;
Console.WriteLine("普通方法{0}执行完毕，结果{1}", i, r);
if (i == 49)
{
Console.WriteLine("用时{0}", (DateTime.Now - bgtime).TotalMilliseconds);
}
return r;
}
//异步方法
public async Task<int> MethodA(DateTime bgtime, int i)
{
int r = await Task.Run(() =>
{
Console.WriteLine("异步方法{0}Task被执行", i);
Thread.Sleep(100);
return i * 2;
});
Console.WriteLine("异步方法{0}执行完毕，结果{1}", i, r);
if (i == 49)
{
Console.WriteLine("用时{0}", (DateTime.Now - bgtime).TotalMilliseconds);
}
return r;
}
//普通方法
public int MethodC(DateTime bgtime, int i)
{
int r = Task.Run(() =>
{
Console.WriteLine("普通多线程方法{0}Task被执行", i);
Thread.Sleep(100);
return i * 2;
}).Result;
Console.WriteLine("普通方法{0}执行完毕，结果{1}", i, r);
if (i == 49)
{
Console.WriteLine("用时{0}", (DateTime.Now - bgtime).TotalMilliseconds);
}
return r;
}
测试开始！------------------------------------------------------------------------------------------------
- 第一次：都获取Task的返回结果，异步方法使用await获取，普通方法使用Task.Run().Result获取。
测试结果：
可以发现普通方法由于阻塞执行都是按顺序执行，多线程失去意义。异步方法则并行执行，重要的是计算结果一样。所以在方法内需要使用Task结果时，异步方法使用await不阻塞调用进程优势明显。
- 第二次：异步方法中不使用await，使用和普通方法一样的Task.Run().Result获取结果。测试结果：
可以看到用时和执行顺序都一样。所以没有await的情况下，异步方法等待Task结果时一样会阻塞调用进程。
- 第三次：都只调用Task执行，不获取结果。测试结果：
可以看到，不管是普通方法还是异步方法都是多个线程并行执行，所以不获取结果的时，异步方法和普通多线程方法性能一样。
在这次测试基础上，让异步方法await一个不返回结果的Task会发现，异步方法内还是会等待Task执行完毕。所以只要使用await不管是方法还是Task，有无返回结果，后面的代码都要等待其执行完毕。
如下面示例：
public async void AsyncMethod()
{
Console.WriteLine("开始异步代码");
Thread.Sleep(5000);
Console.WriteLine("开始执行异步方法");
//只要有await关键字，当前线程默认都会阻塞当前线程，但不阻塞主线程，如想不阻塞当前线程，当前线程不应包含await执行
int R = await Task.Run(() =>
{
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
Console.WriteLine("异步执行" + i.ToString() + "..");
Thread.Sleep(2000); ; //模拟耗时操作
}
return 1;
});
//直接Task.Run有返回值时会阻塞当前线程，同时也会阻塞主线程
//int R = Task.Run(() =>
//{
// for (int i = 0; i < 5; i++)
// {
// Console.WriteLine("异步执行" + i.ToString() + "..");
// Thread.Sleep(2000); ; //模拟耗时操作
// }
// return 1;
//}).Result;
//不会阻塞当前线程，也不会阻塞主线程
//Task.Run(() =>
//{
// for (int i = 0; i < 5; i++)
// {
// Console.WriteLine("异步执行" + i.ToString() + "..");
// Thread.Sleep(2000); ; //模拟耗时操作
// }
//});
Console.WriteLine("异步代码执行完毕");
}
- 第四次：把ACTesct方法改成Async异步方法，再用await调用asy.MethodA()异步方法。测试结果：
await只能在异步方法中使用（为什么这样设计后面分析），所以ACTest需要改成Async。可以看到，异步方法调用时被await了一样会等待。所以异步方法应该没有返回值或者调用时不关注返回结果才有效。
测试完毕！-----------------------------------------------------------------------------------
5、总结：
【意义】异步方法的意义就是保证一个进程使用多线程多次执行一个方法时，不会因为其中某一次执行阻塞调用进程
【原理】利用方法内Task调用新线程，await使方法内等待Task结果时调用进程不被阻塞，多次调用相当于多个线程并行。（不被阻塞的原因应该是异步方法本身就和内部的Task跑在一个线程里）
【区别】普通方法只用Task也可以并行，当方法内需要Task返回值时，等待Task结果就会阻塞调用进程
【应用】主要应用在没有返回值，使用线程且需要线程返回结果的方法
一些分析：
- 1.异步方法有返回值会怎样？
因为异步方法返回类型是Task
者都会让当前方法等待。
- 2.那么异步方法是不是没有作用了？
如果是用.Result获取，那么是。如果是await就不一定了。await只能在async方法中使用，所以await获取异步方法返回值的方法也是异步的，再往上最终只能肯定是一个普通方法调用异步方法。是否有用取决于普通方法内调用最上层异步方法的方式。
- 3.为什么返回值类型是T，方法返回类型需要是Task
？
要达到异步方法内等待线程结果不阻塞调用进程，这个方法本身就应该在线程中执行。所以不管返回类型是什么，放到Task中运行后返回的是Task
- 4.为什么要实现异步方法await可等待?
异步方法的await其实第二点已经分析了，实现异步方法await可以允许异步方法内继续调用异步方法，把异步操作从底层向上层传递。而能够传递到的最上层是什么，是static void Main()，所以最终还是普通方法调用异步方法。也就是说不能继续使用await等待异步方法的结果了，当最上层不关注返回结果时，不管内部有多少次await异步方法的调用，依然还是多线程的并行。如果最上层非要关注异步方法的返回结果，用.Result获取其结果，那我无话可说。
- 5.关于Async和await。
await其实不光是一个简单的让下一行代码等待异步方法或Task结果的关键字。应该理解成一个扩大当前Task代码执行范围的命令。
从最开始的await Task让整个异步方法B都能在Task中运行（所以普通方法调用异步方法B时，B内await Task结果就不会阻塞调用进程）。
到异步方法A中await异步方法B让异步方法A和B都在同一Task内运行（所以普通方法调用异步方法A时，A内await异步方法B的结果和B内await Task的结果就不会阻塞调用进程）
Async用于标识一个方法是异步方法，约束其返回类型为Task
最后一定要区别异步方法和普通多线程方法的用处，他们的关键区别就是是否需要单独等待线程的执行结果。不要把异步方法当多线程方法用了。
