探秘System.Threading系列 - 第一篇：从Thread的线程单元状态ApartmentState说起

System.Threading命名空间是.Net多线程编程的基础。对于多线程编程在实际工作中一直用的不多，所以了解也就不多。尽管如此，随着多核，多个cpu的出现，大计算量的需要，多线程将越来越受关注。所以打算写个系列博客，以便更多的了解学习多线程的知识。听说.Net4.0中有一个更方便多线程的类库，可惜还没真的见识过，先熟悉System.Threading就当“温故而知新”了

第一篇：从Thread的线程单元状态ApartmentState说起

ApartmentState是一个枚举变量，用来设置线程的单元状态（单元状态的ApartmentState的中文msdn翻译，这个翻译很水，我不能从这四个汉字中确切的了解英文ApartmentState要表达的意思）。ApartmentState有三个枚举值，分别为STA：表示Thread将被创建并进入一个单线程单元，我猜想STA应该是Single Thread Apartment的首字母简拼；MTA：表示Thread将被创建并进入一个多线程单元，还有一个是Unknown，表示没有设置线程的单元状态。我在以前使用Thread的时候，从来没有设置过线程的单元状态，今天要做个试验把这三种状态搞清楚。

使用新new 一个Thread实例之后可以使用SetAppartmentState方法设置线程的单元状态，每个线程只可以设置一次，若再次设置会抛异常，若不知道是否设置了单元状态可以使用Thread类提供的TrySetApartmentState方法来设置；不设置时其线程单元在控制台应用程序中默认是MTA。

试验思路：
1. 使用new 3个Thread的实例，什么都不执行，看两种不同的AppartmentState的Thread的执行顺序如何
2. 同样new 3个Thread实例，执行一段计算代码，看两种不同的AppartmentState执行完全部计算耗时情况

具体的实验代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Diagnostics;
using System.Collections;

namespace MutiThread
{
    class Program
    {
        static Stopwatch swAll;
        static Random r = new Random();
        static Hashtable hashTable;
        

        static void Main(string[] args)
        {
            Start3Thread(ApartmentState.STA);

            Console.ReadLine();
        }

        static void Start3Thread(ApartmentState appartmentState)
        {
            int threadCn = 3;
            hashTable = new Hashtable();
            swAll = new Stopwatch();
            swAll.Start();

            do
            {
                StartThread(appartmentState);
                threadCn--;
            } while (threadCn > 0);
        }

        static void StartThread(ApartmentState appartmentState)
        {
            Thread t1 = new Thread(new ThreadStart(CalcSomething));

            //Thread t1 = new Thread(new ThreadStart(DoNothing));
            hashTable.Add(t1.ManagedThreadId, false);
            t1.SetApartmentState(appartmentState);
            t1.Start();
        }



        static void CalcSomething()
        {
            Stopwatch sw = new Stopwatch();
            sw.Start();
            int[] arr = new int[1000];
            for (int i = 0; i < arr.Length; i++)
            {
                arr[i] = r.Next(1000);
            }
            //Console.WriteLine("线程" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId
            //        + "的单元状态是:" + Thread.CurrentThread.GetApartmentState()
            //        + "；线程状态：" + Thread.CurrentThread.ThreadState
            //        + "；耗时：" + sw.ElapsedTicks);
            hashTable[Thread.CurrentThread.ManagedThreadId] = true;
            
            if (hashTable.Count == 3)
            {
                bool allFinish = true;
                foreach (object key in hashTable.Keys)
                {
                    allFinish = allFinish && (bool)hashTable[key];
                }
                if (allFinish)
                {
                    swAll.Stop();
                    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.GetApartmentState().ToString() + "总耗时：" + swAll.ElapsedTicks);
                    if (Thread.CurrentThread.GetApartmentState() == ApartmentState.STA)
                    {
                        hashTable.Clear();
                        swAll.Reset();
                        swAll.Start();
                        Start3Thread(ApartmentState.MTA);
                    }
                }
            }
        }

        static void DoNothing()
        {
            int times = 3;
            do
            {
                Console.WriteLine("线程" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId
                    + "的单元状态是:" + Thread.CurrentThread.GetApartmentState()
                    + "；线程状态：" + Thread.CurrentThread.ThreadState);
                times--;
            } while (times > 0);
        }
    }
}

 

实验的结果是：
1. AppartmentState为STA或者MTA时的执行顺序都是不定的，每一次执行都可能不同，也就是说顺序上无法说明两种的区别。
2. 两种不同的ApartmentState的执行效率上是有区别的，单线程单元状态模式所耗时间明显多于多线程单元模式状态
3. 在不设置线程的AppartmentState时，默认值是MTA，也就是多线程模式的

我的测试CPU是单CPU的，具体如下：
Intel(R)Pentium(R)4CPU
3.00GHz
2.99GHz,1.99GB的内存