C#多线程和异步

什么是线程

线程是一个可执行的路径，他可以独立于其他线程执行。

每个线程在操作系统的进程内执行，而操作系统提供了程序的运行独立环境。

单线程指的是环境中跑了一个线程，所以该线程拥有独占权。

多线程应用，单个进程中会跑多线程，他会共享当前执行环境。

线程的一些属性

线程一旦开始执行，isAlive就是true，线程结束就是false；

线程结束的条件就是，线程构造函数传入委托结束了执行。

线程一旦结束局无法重启。

线程都有个name属性用来调试。

静态的thread.currrentThread属性，会返回当前执行的线程。

 

多线程目的是为了处理复杂、耗时的工作，设置不同的线程处理不同的工作是能提高效率的方法。

线程生命周期：起始（System.Threading.Thread类被创建），结束（线程被终止）。

生命周期中的状态：

1.创建但为使用：创建好了线程但没使用start调用。

2.就绪状态：当线程准备好运行等待CPU周期状态

3.不可运行状态：①调用sleep。②调用了wait。③I/O阻塞。

4.死亡状态：线程执行完毕关闭了。

主线程：C#在执行的时候第一个线程就是主线程，也是自动创建的。

 

public static void CallToChildThread()
{
    try
    {

        Console.WriteLine("Child thread starts");
        // 计数到 10
        for (int counter = 0; counter <= 10; counter++)
        {
            Thread.Sleep(500);
            Console.WriteLine(counter);
        }
        Console.WriteLine("Child Thread Completed");

    }
    catch (ThreadAbortException e)
    {
        Console.WriteLine("Thread Abort Exception");
    }
    finally
    {
        Console.WriteLine("Couldn't catch the Thread Exception");
    }

}
static void Main()
{
    ThreadStart childref = new ThreadStart(CallToChildThread);
    Console.WriteLine("In Main: Creating the Child thread");
    Thread childThread = new Thread(childref);
    childThread.Start();
    // 停止主线程一段时间
    Thread.Sleep(2000);
    // 现在中止子线程
    Console.WriteLine("In Main: Aborting the Child thread");
    childThread.Abort();
}

这里只是线程的体现，一般不会这样使用。

 Join and sleep

调用join方法，就可以等待另一个线程的结束。

调用join的时候，可以设置一个超时，使用毫秒或者TimeSpan。

调用sleep就是等待

注意：Thread.Sleep(0)这样调用会导致线程放弃本身的时间片，自动将cpu移交给其他线程。

阻塞：如果线程的执行由于什么原因导致暂停，就是线程阻塞了。

被阻塞的线程会立即将处理器的时间片交个其他线程，从此就不在消耗处理器的时间，直到满足阻塞条件。

 可以通过ThreadState这个竖向判断线程是否被阻塞

bool blocked=(someThread.ThreadState & ThreadState.waitSleepJion)!=0

 

ThreadState 属性的取值如下：

Aborted：线程已停止；

AbortRequested：线程的Thread.Abort()方法已被调用，但是线程还未停止；

Background：线程在后台执行，与属性Thread.IsBackground有关；

Running：线程正在正常运行；

Stopped：线程已经被停止；

StopRequested：线程正在被要求停止；

Suspended：线程已经被挂起（此状态下，可以通过调用Resume()方法重新运行）；

SuspendRequested：线程正在要求被挂起，但是未来得及响应；

Unstarted：未调用Thread.Start()开始线程的运行；

WaitSleepJoin：线程因为调用了Wait(),Sleep()或Join()等方法处于封锁状态；

 

 

解除阻塞：

但遇到下面四种情况才解除阻塞

1.阻塞条件满足

2.操作超时

3.通过Thread.Interrupt（）进行打断

4.通过Thread.Abort（）进行中止

 

IO-bound和Compute-bound

一个话费大量时间去等待某件事发生叫做IO-bound

IO-bound绑定操作通常涉及输入输出，但不是硬性要求，Thread.Sleep（）也被叫做IO-bound

IO-bound也可以是干等这，什么也不干

相反，话费大量时间执行cpu密集工作的叫做Compute-Bound

compute-bound就是指的很忙，没时间

 

阻塞和忙等待：Blocking and Spinning

IO-bound操作工作方式有两种：

　　在当前线程上同步等待：Console.ReadLine（），Thread.sleep()，

异步操作，稍后操作完等待回调

忙等待：while(DateTime.Now<nextStartTime);

忙等待和阻塞有些差别：

希望时间短，就考虑忙等待.net framework 提供了特殊的方法SpinLock和SpinWait

其次，阻塞线程成本比较高，会带来额外开销(上下文切换，会有2微秒)

因此，处理大量的IO-bound，阻塞很麻烦，所以需要基于回调，等待时期撤销线程。

 

本地VS共享状态

CLR为每个线程分配了自己的内存占（stack），以便本地变量保持独立

共享：

如果多个线程都引用同一个对象实例，那么就共享数据

被lambda表达式活匿名委托捕获的变量，也是公用的

静态字段