C# 线程知识--Thread

1.线程基础知识

    进程是应用程序运行时的一个实例，它包含：一个内核对象，Windows 操作系统用他来管理进程；一个地址空间，包含所有程序集可执行代码和数据以及对线程堆栈和堆的内存分配。进程拥有自己的属性以及调度优先级，当系统创建一个进程时，会自动创建一个主线程来执行进程地址空间里面的代码，主线程可以创建多个子线程。进程地址空间中的代码没有任何线程执行时，系统就会终止进程和释放地址空间。每个进程至少有一个或多个线程，每个线程都有自己的一个执行上下文环境即一组 CPU 寄存器和堆栈，多个运行线程都在进程的地址空间中同时执行代码，系统会采用轮询的方式为每个线程分配CPU时间片，线程之间就会进行上下文切换。
    线程是应用程序执行的最小单元，线程由一个唯一的线程ID进行标识。每个线程都包含：线程内核对象、线程环境块、用户模式栈、内核模式栈以及DLL 线程连接和线程分离通知等要素，线程都有内存空间和运行时间上的开销。每个线程都会分配0~31的调到优先级，Windows 把线程划分7个相对优先级：Idle、Lowest、BelowNormal、Normal、AboveNormal、Highest和Time-Critical。CLR 保留了Idle和 Time-Critical ，在应用程序中只需要关注其他的5个优先级。CLR 把每个线程看着为前台线程或后台线程，进程中所有的前台线程停止运行时，运行的所有后台线程都会被CLR终止。
     多线程能够提升应用程序的性能，改善用户体验，执行并发任务等，比如：执行复杂业务逻辑或长时间的计算任务、I/O操作、网络请求时，使用后台线程处理这些受限制的任务，就不会阻塞主线。

2.使用 System.Threading.Thread 类创建线程

       在 C# 中可以使用 System.Threading.Thread 类来创建一个线程，该类有4个重要构造函数，每个构造函数都接受一个线程启动时需要执行的函数（委托）以及线程的最大堆栈大小。

public Thread(ParameterizedThreadStart start);
public Thread(ThreadStart start);
public Thread(ParameterizedThreadStart start, int maxStackSize);
public Thread(ThreadStart start, int maxStackSize);

参数委托定义：

public delegate void ThreadStart();
public delegate void ParameterizedThreadStart(object obj);

ParameterizedThreadStart 委托允许线程启动时为执行方法传递一个需要使用的数据对象。

使用 Thread 类创建一个线程并执行任务，创建一个线程可以为线程制定线程的名称、优先级、是否为后台线程以及设置线程的区域性等属性。

private static void CreateThread()
       {
           //创建一个线程，可以构造 System.Threading.ParameterizedThreadStart 委托或 System.Threading.ThreadStart 委托实例
           Thread thread = new Thread(state =>
           {
               //线程启动时需要执行的任务
               int sum = 0;
               //将当前线程挂起指定的时间，这儿是2000毫秒
               Thread.Sleep(2000);
               for (int i = 0; i < 1000; i++)
               {
                   sum++;
               }
               Console.WriteLine("计数值：{0}", sum.ToString());
           });
           thread.Name = "执行长时间的计算处理";//设置线程的名称
           thread.Priority = ThreadPriority.AboveNormal;//设置线程优先级
           thread.CurrentCulture = new System.Globalization.CultureInfo("EN");//设置线程区域性
           Thread thread2 = new Thread(() => {
               Thread.Sleep(2000);
               Console.WriteLine("执行复杂任务");
           });
           //启动线程，可以传递一个线程执行方法所使用的数据对象
           thread.Start(null);
           thread2.Start();
       }

  3.Thread 类的一些重要的方法和属性

     Thread.Sleep 静态方法将当前线程挂起指定的时间，可以接受一个Int类型的表示挂起线程的毫秒数或TimeSpan类型的时间值。

static void Main(string[] args)
       {
           Thread t = new Thread(new ThreadStart(() => {
               Console.WriteLine("当前线程将会被阻塞1秒钟。");
               Thread.Sleep(1000);
               Console.WriteLine("当前线程被阻塞1秒以后继续执行。");
           }));
           t.Start();
           Console.WriteLine("主线程执行任务。");
       }

子线程会被阻塞1秒钟。

执行结果：

    Join 方法会阻塞调用线程，直到某个线程终止或经过了指定时间为止。

static void Main(string[] args)
       {
           Console.WriteLine("主线程开始执行任务。");
           Thread t = new Thread(new ThreadStart(() => {
               Console.WriteLine("子线程执行任务，并阻塞调用线程。");

           }));
           t.Start();
           //调用线程被阻塞2000毫秒
           t.Join(2000);
           Console.WriteLine("主线程被阻塞后继续执行任务。");
       }

  程序执行结果：

    Interrupt  方法中断处于 WaitSleepJoin 线程状态的线程，可以通过线程的 ThreadState 属性获得当前线程的状态，每个线程都具有如下的状态：

public enum ThreadState
    {
        Running = 0,
        StopRequested = 1,
        SuspendRequested = 2,
        Background = 4,
        Unstarted = 8,
        Stopped = 16,
        WaitSleepJoin = 32,
        Suspended = 64,
        AbortRequested = 128,
        Aborted = 256,
    }

  程序示例：   1:   static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("主线程开始执行任务。");
            Thread t = null;
              t=  new Thread(new ThreadStart(() => {
                Thread.Sleep(2000);
                Console.WriteLine("子线程执行任务。");
            }));
            Console.WriteLine("调用Start方法前子线程的状态：{0}",t.ThreadState.ToString());
            t.Start();
            Console.WriteLine("调用Start方法后子线程当前状态：{0}", t.ThreadState.ToString());
            //调用线程被阻塞2000毫秒
            t.Join(2000);
            Console.WriteLine("调用Join方法后子线程的状态：{0}", t.ThreadState.ToString());
            Thread.Sleep(1000);
            //终止处于 WaitSleepJoin 状态的的线程。
            t.Interrupt();
            Console.WriteLine("调用Interrupt方法后子线程的状态：{0}", t.ThreadState.ToString());
            Console.WriteLine("主线程被阻塞后继续执行任务。");
        }

执行结果：

      Abort 方法在调用此方法的线程上引发 System.Threading.ThreadAbortException 异常，以开始终止此线程的过程。

static void Main(string[] args)
       {
           Thread t = null;
           t = new Thread(() =>
               {
                   try
                   {
                       Thread.Sleep(1000);
                       Console.WriteLine("子线程执行任务。");
                   }
                   catch
                   {
                       Console.WriteLine("子线程引发终止异常，线程状态：{0}。", Thread.CurrentThread.ThreadState.ToString());
                   }
                   finally
                   {
                       Console.WriteLine("进入finally块语句子线程状态：{0}。", Thread.CurrentThread.ThreadState.ToString());
                   }
               });
           t.Start();
           Thread.Sleep(1000);
           //终止子线程
           t.Abort();
           t.Join();
           Console.WriteLine("子线程线程状态：{0}。", t.ThreadState.ToString());
       }

执行结果：

     Suspend 方法挂起线程和Resume 继续已挂起的线程，这两个方法已经过时。

    线程的重要属性：

     Thread.CurrentContext 静态属性获取线程正在其中执行的当前上下文。

     Thread.CurrentThread 静态属性获取当前正在运行的线程。

     Name 获取或设置线程的名称。

     IsAlive 获取当期线程的执行状态。

     IsBackground 获取或设置线程是否为后台线程。

     IsThreadPoolThread 指示一个线程是否属于托管线程池线程。

     ManagedThreadId 获取当前线程的唯一标识符。

     Priority 获取或设置线程的调度优先级。

     ThreadState 获取当前线程的状态。

关于线程的具体详情参见MSDN对 System.Threading.Thread 类的描述。

本文只是简单的介绍了线程的基础知识以及使用和一些方法属性，需要在具体业务中实践，合理使用线程这种宝贵的资源以提升应用程序性能。