《CLR Via C# 第3版》笔记之（十七） - 线程基础
最近项目中要用到线程相关的知识，所以先看了本书后面线程的内容，并做了一些总结。
主要内容：
- 线程开销
- 线程的创建
- 前台和后台线程
1. 线程开销
1.1 线程的概念
如果没有线程，当应用程序出现死循环时，应用程序所在的进程会一直占据CPU，导致"死机"的现象。
那么线程是如何避免这种"死机"现象，使得应用程序能更好的响应用户的请求呢？
Windows系统中引入了线程的概念后，每个进程至少有一个专有线程（相当于这个进程专用的CPU），
系统已线程为单位分配CPU时间片，如果一个应用程序进入无限循环，那么它的专有线程会"死机"。
但是其它进程的专有线程不会"死机"，所以系统不会停止响应，也不会出现"死机"。
1.2 线程的结构
线程还可以增加程序的并发性，对于多CPU的场合，能够提高程序的性能，但同时也会使程序更加复杂。
相对于进程，线程确实是很"轻量"，但是如果在进程中蛮目的增加线程，同样会对系统资源带来很大的负担。
下面来看看Windows系统中线程的开销有多大?
线程主要包含以下几个要素：
线程内核对象。x86（约700字节），x64（约1240字节），IA64（约2500字节）
包含线程的属性及上下文信息，其中上下文信息包含当前CPU的寄存器信息等。
当CPU切换线程时，需要将当前线程的寄存器信息保存到上下文中，同时将新线程的上下文复制到CPU寄存器中。
线程环境块。x86和x64（4KB），IA64（8KB）
在用户模式中分配，包含线程的异常处理链首，线程本地存储的数据，GDI和OpenGL图形使用的一些数据结构。
用户模式栈。1MB
存储方法的实参和局部变量，以及返回的地址。
内核模式栈。32bit（12KB），64bit（24KB）
与内核交互时的数据（比如传递给内核的参数）。
DLL的attach和detach通知。
创建线程时，调用当前进程加载的所有DLL的DllMain方法，并传递DLL_THREAD_ATTACH标志。
终止线程时，调用当前进程加载的所有DLL的DllMain方法，并传递DLL_THREAD_DETACH标志。
通过上面的分析，我们发现每个线程至少占用1MB的内存，资源的消耗并不小，所有要理性的使用它们，只在必须要用线程的地方使用它们。
2. 线程的创建
C#中使用线程非常简单，利用System.Threading.Tread类即可。
Thread的构造函数的参数有2种委托：
(1) 一种是有参数的委托
public delegate void ParameterizedThreadStart(object obj);
(2) 一种是无参数的委托
public delegate void ThreadStart()
例子如下：
using System;
using System.Threading;
class CLRviaCSharp_17
{
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("This is Main Thread!");
// 有参数的委托
Thread t1 = new Thread(SubThreadMethod);
t1.Start("sub thread parameter");
// 无参数的委托
Thread t2 = new Thread(SubThreadMethod2);
t2.Start();
Thread.Sleep(4000);
Console.WriteLine("Main Thread complete!");
Console.ReadKey(true);
}
private static void SubThreadMethod(object param)
{
Console.WriteLine("This is Sub Thread with parameter : {0}", param);
Thread.Sleep(1000);
}
private static void SubThreadMethod2()
{
Console.WriteLine("This is Sub Thread without parameter!");
Thread.Sleep(1000);
}
}
其中Thread t1和t2的执行顺序是不定的，可能t1先执行，也可能t2先执行。
3. 前台和后台线程
虽然目前一个CLR中的线程直接对应于一个Windows中的线程，但是以后是有可能分离的。
而我们目前在C#中使用的线程都是CLR线程。
CLR线程分为前台线程和后台线程2种。上面例子中直接创建的线程默认为前台线程，用线程池创建的线程默认为后台线程。
我们应尽量避免使用前台线程，多使用后台线程。
原因在于：一个进程只有当它的所有前台线程全部终止后才会终止，如果有一个前台线程陷入死循环，那么这个进程就无法自动终止。
下面来看我们验证的例子：
首先验证前台线程，新建100个前台线程，每个线程Sleep 5秒，主线程在新建完100个线程后就结束。
using System.Threading;
class CLRviaCSharp_17
{
static void Main(string[] args)
{
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
Thread t = new Thread(ThreadMethod);
t.Start();
}
}
private static void ThreadMethod()
{
Thread.Sleep(5000);
}
}
程序运行后并没有立即结束，而是等了5秒才结束。（原因在于有前台线程没终止，进程无法自动终止）
再验证后台进程，代码差不多，只是在新建线程后把线程的IsBackground属性改为True。
using System.Threading;
class CLRviaCSharp_17
{
static void Main(string[] args)
{
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
Thread t = new Thread(ThreadMethod);
// 将新建的线程标记为后台线程
t.IsBackground = true;
t.Start();
}
}
private static void ThreadMethod()
{
Thread.Sleep(5000);
}
}
程序运行后立即结束，没有等后台线程5秒。（原因在于所有前台线程已终止，后台进程也自动终止了）
