多线程编程总结：一、认识多线程本质

       在当今计算机系统中，已经大量存在多核心CPU，或者是在多核心基础上有进一步的超线程技术将虚拟CPU数量翻倍。在计算机发展之初，我们的应用程序是按照一个CPU只做一件事情来应用，也就是顺序执行。随着时间的不断变化，我们的CPU计算能力越加强大，那么我们可以使用线程技术，让每个核心都去做一件事，或者使用时间切片（time slicing）技术，让我们的CPU在各个线程中切换以同时达到一种处理多个线程任务的目标。可以同时听歌，看文档，运行时钟，挂游戏。

       需要注意的是，对于时间分片技术，我们实际上是同一个核心将一个线程的运行1个时间片（time slice）的时间，然后保存状态，切换到另外一个线程去，这种切换动作被称为上下文切换。表现出来是并行运算。但是我们需要考虑到CPU不断地切换线程，实际上也会有代价，需要保存上一个线程状态，切换到下一个线程去。如果线程数目过多的情况下，就会消耗大量时间在切换线程上。这就是为什么多线程不一定会让程序更快，而需要综合衡量。

 

       多线程并发问题：缺乏原子性、竞态条件、复杂的内存模型和死锁。

一、缺乏原子性

       首先原子操作的定义是：一个原子内代码，要么处于没有操作，要么已经操作完毕，而不存在“操作中”这个中间态。核心是它是整体的，不可分割。如果我们的多线程代码如果不是原子性的，那么这种情况下它就缺乏原子性。

 

二、竞态条件

       竞态条件是值得我们同时开启的多个线程，它的执行顺序是根据系统判断哪个线程竞争胜利，先执行到一部分，然后发生上下文切换到另外一个另外一个线程去。而至于哪个线程在竞争中胜出不可预知，就算99.99%的时间具有正确行为，那么也有0.01%会出现另外一个线程竞争胜利。

 

三、复杂的内存模型

      现在我们的CPU不会每次运行某个变量的时候都会去内存取出操作，而是将这个变量缓存在CPU的高速缓存中，这个缓存会定时和主内存进行同步。意味着在多核心CPU中处理不同线程时，我们的线程处理的是各自CPU核心的高速缓存中的变量，实际上是2个不同的变量。那么当我们多线程对该变量进行更新时就不是准确的。

 

四、锁定造成死锁

       C#中使用Lock语句或者Monitor.Enter() Monitor.Exit()将一段代码作为原子操作，对Lock住的该对象，系统会判断只允许一个线程访问该段Lock住代码，其他线程挂起等待。如果被Lock住的对象发生改变，其他线程访问过来的时候，系统会认为不是同一段Lock代码，就会允许那个代码访问，这就是Lock失效了。 

        锁本身也会出问题，例如此处有2个线程分别是A和B线程， 同时有2个锁分别是C和D，那么A线程在C锁获得之后请求D锁，而B线程在获得D锁之后请求C锁，就会造成互相等待对方释放，这就是死锁的由来。