2020-08-24

.NET异步和多线程系列(二)

本系列将和大家分享.Net中的异步和多线程,本文主要介绍的是Thread和ThreadPool类。

一、Thread类

C#里面的多线程:Thread类是C#语言对线程对象的一个封装。

首先看下如何开启线程,执行委托的内容:

/// <summary>/// 一个比较耗时耗资源的私有方法/// </summary>private void DoSomethingLong(string name){ Console.WriteLine($"****************DoSomethingLong Start {name} {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} " +  $"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************"); long lResult = 0; for (int i = 0; i < 1_000_000_000; i++) {  lResult += i; } Thread.Sleep(2000); Console.WriteLine($"****************DoSomethingLong End {name} {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} " +  $"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")} {lResult}***************");}
/// <summary>/// 多线程 Thread类是.NET Framework 1.0的时候出现的/// Thread:C#对线程对象的一个封装/// </summary>private void btnThread_Click(object sender, EventArgs e){ Console.WriteLine($"****************btnThread_Click Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} " +  $"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************"); {  ParameterizedThreadStart method = o => this.DoSomethingLong("btnThread_Click");  Thread thread = new Thread(method);  thread.Start("浪子天涯");//开启线程,执行委托的内容 } Console.WriteLine($"****************btnThread_Click End {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} " +  $"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");}

线程等待、线程优先级、前台线程和后台线程:

{ ThreadStart method = () => {  Thread.Sleep(5000);  this.DoSomethingLong("btnThread_Click");  Thread.Sleep(5000); }; Thread thread = new Thread(method); thread.Start(); //开启线程,执行委托的内容 //该花括号内的这些方法已经被微软抛弃了,建议不要去用 {  //thread.Suspend(); //暂停  //thread.Resume();//恢复 真的不该要的,暂停不一定马上暂停;让线程操作太复杂了  //thread.Abort();  //线程是计算机资源,程序想停下线程,只能向操作系统通知(线程抛异常),  //会有延时/不一定能真的停下来  //Thread.ResetAbort(); } //1等待 while (thread.ThreadState != ThreadState.Stopped) {  Thread.Sleep(200); //当前线程休息200ms } //2 Join等待 thread.Join(); //运行这句代码的线程,等待thread的完成 thread.Join(1000); //最多等待1000ms Console.WriteLine("这里是线程执行完之后才操作。。。"); //最高优先级:优先执行,但不代表优先完成看,甚至说极端情况下,还有意外发生,不能通过这个来控制线程的执行先后顺序 thread.Priority = ThreadPriority.Highest; //是否是后台线程 默认是false thread.IsBackground = false; //默认是false 前台线程,进程关闭,线程需要计算完后才退出 //thread.IsBackground = true;//关闭进程,线程退出}

下面来看下Thread类的使用:

基于Thread封装一个带有回调的

/// <summary>/// 基于Thread封装一个回调/// 回调:启动子线程执行动作A--不阻塞--A执行完后子线程会执行动作B/// </summary>/// <param name="threadStart">多线程执行的操作</param>/// <param name="actionCallback">线程完成后,回调的动作</param>private void ThreadWithCallBack(ThreadStart threadStart, Action actionCallback){ //Thread thread = new Thread(threadStart); //thread.Start(); //thread.Join(); //错了,因为方法被阻塞了 //actionCallback.Invoke(); ThreadStart method = new ThreadStart(() => {  threadStart.Invoke();  actionCallback.Invoke(); }); new Thread(method).Start();}
{ ThreadStart threadStart = () => this.DoSomethingLong("btnThread_Click"); Action actionCallBack = () => {  Thread.Sleep(2000);  Console.WriteLine($"This is Calllback {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}"); }; this.ThreadWithCallBack(threadStart, actionCallBack);}

基于Thread封装一个带有返回值的

/// <summary>/// 基于Thread封装一个带有返回值的/// 1 异步,非阻塞的/// 2 还能获取到最终计算结果/// /// 既要不阻塞,又要计算结果?不可能!故此处返回一个委托,当外部需要使用结果的时候再阻塞,此时可能已经计算完了。/// </summary>private Func<T> ThreadWithReturn<T>(Func<T> func){ T t = default(T); ThreadStart threadStart = new ThreadStart(() => {  t = func.Invoke(); }); Thread thread = new Thread(threadStart); thread.Start(); return new Func<T>(() => {  thread.Join();  //thread.ThreadState  return t; });}
{ Func<int> func = () => {  Thread.Sleep(5000);  return DateTime.Now.Year; }; Func<int> funcThread = this.ThreadWithReturn(func);//非阻塞 Console.WriteLine("do something 1"); Console.WriteLine("do something 2"); Console.WriteLine("do something 3"); int iResult = funcThread.Invoke();//阻塞}

控制线程的数量(仅供参考):

{ List<Thread> threads = new List<Thread>(); for (int i = 0; i < 100; i++) {  if (threads.Count(t => t.ThreadState == ThreadState.Running) < 10)  {   Thread thread = new Thread(new ThreadStart(() => { }));   thread.Start();   threads.Add(thread);  }  else  {   Thread.Sleep(200);  } }}

二、ThreadPool类

由于Thread类功能繁多,反而用不好--就像给4岁小孩一把热武器,反而会造成更大的伤害。而且对线程数量也是没有管控的。故微软在.NET Framework 2.0推出来ThreadPool线程池。

如果某个对象创建和销毁代价比较高,同时这个对象还可以反复使用的,就需要一个池子。

保存多个这样的对象,需要用的时候从池子里面获取;用完之后不用销毁,放回池子;(享元模式)

节约资源提升性能;此外,还能管控总数量,防止滥用;

ThreadPool的线程都是后台线程。

下面我们直接来看下相关代码:

/// <summary>/// ThreadPool线程池/// 由于Thread类功能繁多,反而用不好--就像给4岁小孩一把热武器,反而会造成更大的伤害/// 对线程数量是没有管控的/// /// 线程池是.NET Framework 2.0推出来的/// 如果某个对象创建和销毁代价比较高,同时这个对象还可以反复使用的,就需要一个池子/// 保存多个这样的对象,需要用的时候从池子里面获取;用完之后不用销毁,放回池子;(享元模式)/// 节约资源提升性能;此外,还能管控总数量,防止滥用;/// /// ThreadPool的线程都是后台线程/// /// 大家课后可以试试,基于ThreadPool去封装回调--返回值的/// </summary>private void btnThreadPool_Click(object sender, EventArgs e){ Console.WriteLine($"****************btnThreadPool_Click Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} " +  $"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************"); //启动线程 {  ThreadPool.QueueUserWorkItem(o => this.DoSomethingLong("btnThreadPool_Click1"));  ThreadPool.QueueUserWorkItem(o => this.DoSomethingLong("btnThreadPool_Click2"), "浪子天涯"); } {  ThreadPool.GetMaxThreads(out int workerThreads, out int completionPortThreads);  Console.WriteLine($"当前电脑最大workerThreads={workerThreads} 最大completionPortThreads={completionPortThreads}");  ThreadPool.GetMinThreads(out int workerThreadsMin, out int completionPortThreadsMin);  Console.WriteLine($"当前电脑最小workerThreads={workerThreadsMin} 最大completionPortThreads={completionPortThreadsMin}");  //设置的线程池数量是进程全局的(慎用,一般不用)  //委托异步调用--Task--Parrallel--async/await 全部都是线程池的线程  //直接new Thread不受这个数量限制的(但是会占用线程池的线程数量)  ThreadPool.SetMaxThreads(8, 8); //设置的最大值,必须大于CPU核数,否则设置无效  ThreadPool.SetMinThreads(2, 2);  Console.WriteLine("====================设置线程池数量最大最小====================");  ThreadPool.GetMaxThreads(out int workerThreads1, out int completionPortThreads1);  Console.WriteLine($"当前电脑最大workerThreads={workerThreads1} 最大completionPortThreads={completionPortThreads1}");  ThreadPool.GetMinThreads(out int workerThreadsMin1, out int completionPortThreadsMin1);  Console.WriteLine($"当前电脑最大workerThreads={workerThreadsMin1} 最大completionPortThreads={completionPortThreadsMin1}"); } //线程等待 {  ManualResetEvent mre = new ManualResetEvent(false);  //false---关闭---Set打开---true---WaitOne就能通过  //true---打开--ReSet关闭---false--WaitOne就只能等待  ThreadPool.QueueUserWorkItem(o =>  {   this.DoSomethingLong("btnThreadPool_Click1");   mre.Set();  });  Console.WriteLine("Do Something 1");  Console.WriteLine("Do Something 2");  Console.WriteLine("Do Something 3");  mre.WaitOne();  Console.WriteLine("任务已经完成了。。。"); } //写多线程的时候有这么一种说法:不要阻塞线程池里面的线程。 //下面是一个死锁的例子 {  ThreadPool.SetMaxThreads(8, 8);  ManualResetEvent mre = new ManualResetEvent(false);  for (int i = 0; i < 10; i++)  {   int k = i; //此处必须声明一个变量存放i的值,不能直接使用i变量,否则会有问题   ThreadPool.QueueUserWorkItem(t =>   {    Console.WriteLine($"{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} show {k}");    if (k == 9) //设置了最多只允许8个线程,但此处是9,导致死锁了    {     mre.Set(); //开关打开    }    else    {     mre.WaitOne(); //线程等待,阻塞    }   });  }  if (mre.WaitOne()) //开关没打开,一直等待,死锁了  {   Console.WriteLine("任务全部执行成功!");  } } Console.WriteLine($"****************btnThreadPool_Click End {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} " +  $"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");}

 

Demo源码:

链接:https://pan.baidu.com/s/1wVscaka37emNGz9x-rm0qA 提取码:3l2e

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