[转]异步编程及其同步机制
.NET下的异步编程及其发展
任何平台和编程语言都会有多线程的实现机制和方法。对于C#来讲Thread类就是创建线程，管理线程的一种最初始的手段。但是创建和销毁一个线程是很耗费资源的，而且创建的线程越多，线程间切换就越频繁（计算机CPU个数受限），线程切换也要耗费资源和时间，再加上线程管理是一件很费心的事，所以微软就引入了线程池的概念。线程池是一个先进先出FIFO的队列，程序员只需要把操作或者任务丢给线程池，让.NET framework替程序员管理线程，线程复用等，极大的简化了开发。这里就有一个控制线程池内线程数量的问题。线程池内的线程肯定得根据需要动态变化，但适应这种需要的算法是什么呢？
一个简单的算法：往线程池中增加一些线程，观察线程池的吞吐量，如果增加后吞吐量增加，说明线程不够，需要增加线程。但这存在一个问题，对于一个很大的任务需要长时间占用线程，增加线程并不能增加吞吐量，此时如果增加线程会加重负担。所以在CLR v4时引入了本地队列（Local Queue）的概念，如果一个线程内创建了另一个线程，新创建的线程不再丢给全局队列，而是给本地队列排队等候调用。这就又有个问题，如果一个队列内任务执行完了，而另一个队列还有好多怎么办？那就让执行完任务的本地队列从该队列上“偷“一个线程执行。这样达到负载均衡。当然线程池的算法会随着CLR版本升级而不断演进，更加智能的管理线程。对普通开发者而言可以不用考虑这些细节，无缝的体验线程池带来的便利和效率就行了。
线程池如此方便，我们怎么使用线程池呢？可以通过以下几种方式：
- 通过类方法ThreadPool.QueueUserWorkItem直接调用。
- 通过.net Framework 4.0 引入的TPL（Task Parallel Library）任务并行库。
TPL中最主要的两个类是Task和Parallel。而新版C++标准中也引入了类似的概念parallel_for, parallel_foreach, parallel_invoke等。
详细信息见以下链接。
- 通过异步委托（BeginInvoke/EndInvoke）调用。
通过BackgroundWorker, BackgroundWorker是WinForm， WPF下的一个控件，主要用于提供UI控件下的协作式取消，进度报告等。
NET线程同步机制及线程间数据封送
首先.Net的同步机制是干什么的？概况来讲是为了安全。同步机制的存在是因为异步操作是不安全的，会带来一系列的问题，这些问题在第一章节中已经讨论过了。而线程间数据封送和COM与.Net framework数据封送一样，是为了线程间数据和状态的传递。
那么.net的同步机制有哪些呢？概括一下：
- 简单的锁定方法：Thead类的Sleep, Join等以及Task的Wait方法。
- 基于对象的锁定:
lock（Monitor.Enter/Monitor.Exit）:首先强调一下它不可以跨进程间线程同步。一般跨进间线程同步都有一个特征，就是同步对象都有名字。
Mutex和Semophore（slim）：这两个都可以跨进程同步，两者的区别在于：Mutex只能有一等待资源，而Semophore可以有多个。拿厕所举例，Mutex相当于厕所中只有一个蹲位，只能一个上了才能上另一个，而Semophore可以有多个蹲位，可以让多个线程同时阻塞一个线程的执行。就是n个哥们一起蹲着，又来一哥们，然后这n个哥们就占着那啥不那啥。
Reade/Writer 锁。
3.基于信号
事件等待句柄AutoResetEvent， ManualResetEvent（Slim）：注意这两个也是允许跨进程的，两者用法差不多，使一个线程释放一个信号从而使得其他线程能够执行。
CountdownEvent（4.0被引入）：这个和上边用法正好相反，它使得一个线程等待收到其他线程的信号后再执行。
Barrier
Wait and pulse
4. 非阻塞的同步结构
Thread.MemoryBarrier
Thread.VolatileRead/Write
Interlocaked
异步模式
什么需要异步模式？所谓模式，其实是一种方法，就跟上篇博客里所讲的，是从工程实践中总结出来的解决相似或特定问题的一种惯用手段。常见的异步模式包括:
APM模式： BeginXXX/EndXXX, IAsyncResult
EAP模式（基于事件的异步模式）
Windows Form
MethodNameAsync
Event
TAP（基于任务的异步模式）
MethodNameAsync
Task/Task<Result>
这部分内容以下链接讲得很好了，感兴趣可以看一下。更详尽的介绍去MSDN或者官方网站上去找相似的文档。
线程安全及异常处理
新线程中抛出的异常会不会自动封送到主线程中？如何处理新线程中抛出的异常？什么是线程安全？怎样做到线程安全？
线程取消
正在执行的线程怎么能不能取消，怎么取消合适？暴力取消？协作式取消？
C#5.0新的异步模式Async和await关键字
请参考我以前的博客：http://www.cnblogs.com/salomon/archive/2012/06/27/2565862.html
后几章内容实在写不下去了，先提出问题，以后再补上吧。另外关于讲座PPT视频的内容，不知道原作者是否乐意分享，征得他本人同意后我会附上链接。
References：
http://www.albahari.com/threading/（详尽的C#线程介绍）
http://www.danielmoth.com/Blog/New-And-Improved-CLR-4-Thread-Pool-Engine.aspx（线程池介绍）
http://www.codeproject.com/Articles/152765/Task-Parallel-Library-1-of-n（TPL的介绍）
http://www.cnblogs.com/scy251147/archive/2012/03/03/2378477.html（异步模式介绍）
http://www.codeproject.com/Articles/80825/Concurrency-Runtime-in-Visual-C-2010（C++中的并行库）
http://www.cnblogs.com/yuyijq/archive/2011/02/20/1958925.html
http://www.cnblogs.com/yuyijq/archive/2011/02/22/1960273.html
http://www.cnblogs.com/Zhouyongh/archive/2009/08/31/1557126.html
http://www.cnblogs.com/zhouyongh/archive/2011/01/12/1933414.html
原文出处：http://www.cnblogs.com/salomon/archive/2012/06/28/2567339.html
