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Threading in C#

part 1 : 概念

當(dāng)線程開(kāi)始執(zhí)行(thread.Start())，線程IsAlive屬性為true
當(dāng)線程構(gòu)造函數(shù)傳入的委托執(zhí)行完成，線程結(jié)束
一旦線程執(zhí)行結(jié)束，不能 重新執(zhí)行Start

• 線程安全

class ThreadSafe 
{
  static bool done;
  static readonly object locker = new object();
  static void Main()
  {
    new Thread (Go).Start();
    Go();
  }
  static void Go()
  {
    lock (locker)
    {
      if (!done) { Console.WriteLine ("Done"); done = true; }
    }
  }
}

• 給線程傳送數(shù)據(jù)

static void Main()
{
  Thread t = new Thread ( () => Print ("Hello from t!") );
  t.Start();
}
 
static void Print (string message) 
{
  Console.WriteLine (message);
}

線程如何工作

多線程由線程調(diào)度(thread scheduler)內(nèi)部管理，線程調(diào)度(thread scheduler)程序是CLR委托給操作系統(tǒng)的函數(shù)。線程調(diào)度程序確保為所有ative的線程分配適當(dāng)?shù)膱?zhí)行時(shí)間，并且等待或阻止的線程（例如，在獨(dú)占鎖或用戶輸入上）不消耗CPU時(shí)間。

在單處理器計(jì)算機(jī)上，線程調(diào)度程序執(zhí)行時(shí)間分片 - 在每個(gè)ative線程之間快速切換執(zhí)行。在Windows下，時(shí)間片通常在幾十毫秒的區(qū)域內(nèi) - 遠(yuǎn)大于實(shí)際切換一個(gè)線程與另一個(gè)線程之間的上下文中的CPU開(kāi)銷(xiāo)（通常在幾微秒?yún)^(qū)域內(nèi)）。

在多處理器計(jì)算機(jī)上，多線程是通過(guò)時(shí)間切片和真正并發(fā)的混合實(shí)現(xiàn)的，其中不同的線程在不同的CPU上同時(shí)運(yùn)行代碼。 幾乎可以肯定，仍然會(huì)有一些時(shí)間切片，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)需要服務(wù)自己的線程 - 以及其他應(yīng)用程序的線程。

當(dāng)一個(gè)線程由于諸如時(shí)間分片之類(lèi)的外部因素而被執(zhí)行中斷時(shí)，該線程被認(rèn)為被搶占。 在大多數(shù)情況下，線程無(wú)法控制它被搶占的時(shí)間和地點(diǎn)。

Foreground and Background Threads

創(chuàng)建的線程默認(rèn)是Foreground，F(xiàn)oreground線程保證應(yīng)用程序alive。一旦所有的Foreground線程執(zhí)行結(jié)束，應(yīng)用也就退出。這時(shí)候如果還有Background線程在執(zhí)行， Background線程會(huì)被終止。

線程優(yōu)先級(jí)

線程的Priority屬性決定該線程相對(duì)于操作系統(tǒng)中其他ative線程的執(zhí)行時(shí)間

enum ThreadPriority { Lowest, BelowNormal, Normal, AboveNormal, Highest }

Thread Pooling

線程池通過(guò)共享和回收線程來(lái)減少每次創(chuàng)建線程時(shí)的開(kāi)銷(xiāo)，允許在非常精細(xì)的級(jí)別上應(yīng)用多線程而不會(huì)降低性能。

線程池還會(huì)限制它將同時(shí)運(yùn)行的工作線程總數(shù)。 過(guò)多的活動(dòng)線程會(huì)對(duì)管理負(fù)擔(dān)限制操作系統(tǒng)，并使CPU緩存無(wú)效。 達(dá)到限制后，作業(yè)將排隊(duì)并僅在另一個(gè)完成時(shí)啟動(dòng)。 這使得任意并發(fā)應(yīng)用程序成為可能，例如Web服務(wù)器。

使用池化線程(pooled threads)需要注意以下

• 無(wú)法設(shè)置池化線程的名稱(chēng)，使調(diào)試更加困難（盡管可以在Visual Studio的“線程”窗口中進(jìn)行調(diào)試時(shí)附加說(shuō)明）。
• 池化線程始終是后臺(tái)線程（這通常不是問(wèn)題）。
• Blocking 池化線程可能會(huì)在應(yīng)用程序的早期生命周期中觸發(fā)額外的延遲，除非你調(diào)用ThreadPool.SetMinThreads（請(qǐng)參閱優(yōu)化線程池）。
• 可以自由更改池化線程的優(yōu)先級(jí) - 在釋放回池時(shí)它將恢復(fù)正常。

可以通過(guò)以下幾種方式使用ThreadPool

• Task Parallel Library (from Framework 4.0)
• ThreadPool.QueueUserWorkItem
• asynchronous delegates
• BackgroundWorker