多线程编程之基础篇

1. windows为什么支持线程？

2. 线程开销  

3. 线程调度和线程优先级

4. 前台线程和后台线程

5. 线程的Hello World程序 

<1>. windows为什么支持线程?

早期的windows系统是没有”线程“概念的，整个系统只能运行着一个执行线程，这可能阻塞其他任务的执行，带来极其差的用户体验，基于上述及其操作系统的健壮性，可靠性等，windows引入了“线程”的概念。 线程可以看作是对CPU的虚拟。ndows为什么支持线程 

<2>. 线程开销

虽然多线程技术能够在一定程度上增加用户 交互体验，但是操作系统创建线程并不是没有代价的，具体来讲：

2.1 windows内核需要创建“线程内核对象”，线程内核对象中包含操作系统需要掌握线程的基本信息

2.2  线程环境块TEB，TEB中包含线程异常处理链首，线程本地存储数据等信息

2.3 用户模式栈

2.4 内核模式栈，应用程序向操作系统的内核模式函数传递参数时，windows将用户模式下的参数复制到内核栈中。

2.5 dll attach和dll detach通知，windows加载dll时，将会发出DLL_THREAD_ATTACH通知，dll卸载时发出DLL_THREAD_DETACH命令，如果一个 应用程序需要加载大量的dll的话，显然对性能的影响是比较大的。

<3>. 线程调度和线程优先级

在windows上执行的线程在执行了一定时间（一个时间片）后，windows将会进行“调度”，windows按照优先级的高低选择程序开始运行，也就是说如果存在一个优先级是22的线程能够执行，那么windows将不会调用优先级为21的线程。但是windows是一种“抢占式”的操作系统（在windows上执行的线程能够在任何时候被抢占），如果一个具有较高优先级的线程准备好运行，并且当前运行的是较低优先级的线程，windows将迫使较低优先级线程停止运行，开始运行较高优先级的线程。

由于windows上线程调用是（笼统的讲）通过线程的优先级来实现的，那么如果我们想使我们的程序能够被尽量多的调度，就需要设置线程的优先级，windows的优先级是使用数字表示的，在c#中将其抽象为ThreadPriority枚举类型：

    [Serializable]

    [ComVisible(true)]

    public enum ThreadPriority

    {

        Lowest = 0,

        BelowNormal = 1,

        Normal = 2,

        AboveNormal = 3,

        Highest = 4,

    } 

通常情况下，我们是不需要设置线程的优先级，或者将其设置成Normal优先级。

<4>. 前台线程和后台线程

CLR将线程分为“前台线程”和“后台线程”。如果一个进程的所有前台线程结束，那么CLR将认为该进程已经结束，将自动结束该进程的后台线程，这些后台线程终止时，不产生异常。在c#中，使用Thread类的IsBackground方法来设置。

public bool IsBackground { get; set; }  

通过线程池创建的线程默认是后台线程，通过 Thread t = new Thread(DoWork);形式创建的线程默认是前台线程，除非使用IsBackground设置成false。下面是一个测试代码：

class Program

    {

        static void Main(string[] args)

        {

           

            Thread t = new Thread(DoWork);

            t.IsBackground = false;

            t.Start();

            Console.WriteLine("Returning from Main");

        }

        private static void DoWork()

        {

            Thread.Sleep(10000);

            

            // 下面的代码只有在前台线程才能够执行

            Console.WriteLine("Returning from worker");

        }

    } 

<5>. 线程的Hello World程序

 c#中通过System.Threading.Thread创建一个线程是比较简单的，Thread的常用构造函数：

public Thread(ParameterizedThreadStart start);  // 创建线程，并向线程中传递参数

public Thread(ThreadStart start);  // 创建线程，但是无法向启动的线程中传递参数，主要是ThreadStart委托定义的原因

public delegate void ThreadStart(); 

创建了一个Thread对象之后，调用Start方法开始启动线程。

public void Start(); 

完成代码如下：

class Program

    {

        static void Main(string[] args)

        {

           

            Thread t = new Thread(DoWork);

            Console.WriteLine("Start the new thread...");

            t.Start();

            Console.WriteLine("Wait the thread to end .");

            // 等待线程t结束

            t.Join();

            Console.WriteLine("Thread Ends");

            Console.WriteLine("Press any key to continue");

            Console.ReadKey();

        }

        private static void DoWork()

        {

            Console.WriteLine("In DoWork  thread");

            // 当前线程休眠一段时间，用来模拟工作了一段时间

            Thread.Sleep(1000);

        }

    }