Threads（线程）（二）

前一章我们提到了同步异步，多线程；在开始今天的文章之前，先来总结一下上一篇文章的内容，多线程的优点。

多线程有哪些优点呢，在这里通过代码依次来总结。

异步多线程的三大特点

1）同步方法卡界面，原因是主线程被占用；异步方法不卡界面，原因是计算交给了别的线程，主线程空闲

首先创建winfrom程序，建一个普通方法，然后异步、同步调用

        /// <summary>
        /// 执行动作:耗时而已
        /// </summary>
        private void TestThread(string threadName)
        {
            Console.WriteLine("TestThread Start  Name={2}当前线程的id:{0}，当前时间为{1},", System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:fff"), threadName);
            long sum = 0;
            for (int i = 1; i < 999999999; i++)
            {
                sum += i;
            }
            //Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine("TestThread End  Name={2}当前线程的id:{0}，当前时间为{1},计算结果{3}", System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:fff"), threadName, sum);
        }

同步调用

 private void btnSync_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Stopwatch watch = new Stopwatch();
            watch.Start();
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("**********************btnSync_Click Start 主线程id {0}****************************************", Threa            d.CurrentThread.ManagedThreadId);

            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                string name = string.Format("btnSync_Click_{0}", i);
                TestThread(name);
            }

            watch.Stop();
            Console.WriteLine("**********************btnSync_Click   End 主线程id {0} {1}*******************************", Thread.Cur            rentThread.ManagedThreadId, watch.ElapsedMilliseconds);
            Console.WriteLine();
        }

异步调用

   private void btnAsync_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Stopwatch watch = new Stopwatch();
            watch.Start();
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("***********************btnAsync_Click Start 主线程id {0}**********************************", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                string name = string.Format("btnAsync_Click_{0}", i);
                Action act = () => this.TestThread(name);
                act.BeginInvoke(null, null);
            }

            watch.Stop();
            Console.WriteLine("**********************btnAsync_Click   End 主线程id {0} {1}************************************", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, watch.ElapsedMilliseconds);
            Console.WriteLine();
        }

通过运行，你会发现当同步调用时，整个winfrom界面是不能动的，你一动程序运行就会停止。

这是因为当使用同步方法时，主线程在运算，而移动winform界面的动作也是需要主线程操作。这就会形成卡顿或动不了的情况。

而异步调用就不会出现这种情况。上一章也讲过，异步调用时，方法体的运算实在其他线程中运行，而主线程会继续往下运行，很快就结束了运算，这个时候主线程是空闲的，所以就不会出现这总情况。

2） 同步方法慢，原因是只有一个线程计算；异步方法快，原因是多个线程同时计算，但是更消耗资源，不宜太多

通过运行结果也可以分析，同步方法主线程运行时间有十几秒，而异步方法也就六七秒。通过对CPU运行分析，就更能够理解了。

当不运行是，我么的CPU利用率保持在20%-30%之间。

但我们调用同步方法时，利用率到达了50%-60%之间

当我们调用异步方法时，CPU爆表，达到100%

所以说异步调用不能在程序中无限使用，不知道在哪里看过，据不官方的报道，程序的线程数在电脑cpu核数4倍左右会达到最佳。

简单来说异步多线程就是资源来换取时间。

3）异步多线程是无序的，启动顺序不确定、执行时间不确定、结束时间不确定

通过分析前面的运行结果可以看出，线程开始运行顺序是10、12、13、11、14，而结束是12、10、13、11、14。而且方法体运行时按理说应该是在循环体中从0-4依次开始，而异步开始的顺序是0、2、1、3、4，这些都是不确定的。

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前面总结了这么多，进入今天的主题，Thread（线程）。

其实线程（Thread）和前面的异步调用差不太多，关于概念的东西在前一篇文章中有阐述，这里就不说明了。那么我们怎么声明线程呢？

     private void btnThread_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Stopwatch watch = new Stopwatch();
            watch.Start();
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("***********************btnThread_Click Start 主线程id {0}**********************************", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

            List<Thread> threadList = new List<Thread>();
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                string name = string.Format("btnThread_Click_{0}", i);
                ThreadStart method = () => this.TestThread(name);
                Thread thread = new Thread(method);

                thread.Start();

            }

            watch.Stop();
            Console.WriteLine("**********************btnThread_Click   End 主线程id {0} {1}************************************", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, watch.ElapsedMilliseconds);
            Console.WriteLine();
        }

首先。就跟我们声明一个委托一样声明一个ThreadStart对象，然后把对象当变量的形式添加到线程中，最后开始线程。

注意：这样开始线程 默认前台线程，就是说程序退出后，计算任务会继续进行。

那么怎么改为后台线程呢，一般来说程序都退出了，就不需要进行计算任务了。这个时候就需要加一个属性

thread.IsBackground = true;// 后台线程：程序退出，计算立即结束

如果我们需要主线程等到其他线程结束后在结束，应该怎么做呢，也就是说希望主线程可以等待一段时间。

     private void btnThread_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Stopwatch watch = new Stopwatch();
            watch.Start();
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("***********************btnThread_Click Start 主线程id {0}**********************************", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

            List<Thread> threadList = new List<Thread>();
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                string name = string.Format("btnThread_Click_{0}", i);
                ThreadStart method = () => this.TestThread(name);
                Thread thread = new Thread(method);//1 默认前台线程：程序退出后，计算任务会继续
                thread.IsBackground = true;//2 后台线程：程序退出，计算立即结束
                thread.Start();
            threadList.Add(thread);
            }

            foreach (Thread thread in threadList)
            {
                thread.Join();
            }

            watch.Stop();
            Console.WriteLine("**********************btnThread_Click   End 主线程id {0} {1}************************************", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, watch.ElapsedMilliseconds);
            Console.WriteLine();
        }

我们需要声明一个Thread类型的List。没开始一个线程，就把线程加到list中，然后遍历，把每个线程Join(),因为这一句话是主线程运行的，也就是说主线程在等待其他线程结束后再接着运行。

Thread（线程）利于线程的回收，有点浪费资源，后来框架推出了池的概念。

也就是ThreadPool。就相当于添加了一个管理员，把线程都放在池子里，便于线程的管理。

  private void btnThreadPool_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Stopwatch watch = new Stopwatch();
            watch.Start();
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("***********************btnThreadPool_Click Start 主线程id {0}**********************************", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                string name = string.Format("btnThreadPool_Click_{0}", i);
                WaitCallback method = t => this.TestThread(t.ToString());
                ThreadPool.QueueUserWorkItem(method, name);
            }

            watch.Stop();
            Console.WriteLine("**********************btnThreadPool_Click   End 主线程id {0} {1}************************************", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, watch.ElapsedMilliseconds);
            Console.WriteLine();
        }

我们只需要ThreadPool.QueueUserWorkItem()，接受一个WaitCallback类型的变量，和一个参数，这个参数会作用于WaitCallback。这就完成了线程的使用，简单了许多。。。但是如果我们也需要线程等待呢，该怎么做。

        private void btnThreadPool_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Stopwatch watch = new Stopwatch();
            watch.Start();
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("***********************btnThreadPool_Click Start 主线程id {0}**********************************", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

            ManualResetEvent mre = new ManualResetEvent(false);
            WaitCallback method = t =>
                {
                    this.TestThread(t.ToString());
                    mre.Set();//打开
                };
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(method, "TestManualResetEvent");

            Console.WriteLine("我们来干点别的。。。。");
            Console.WriteLine("我们来干点别的。。。。");
            Console.WriteLine("我们来干点别的。。。。");
            Console.WriteLine("我们来干点别的。。。。");
            mre.WaitOne();

            watch.Stop();
            Console.WriteLine("**********************btnThreadPool_Click   End 主线程id {0} {1}************************************", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, watch.ElapsedMilliseconds);
            Console.WriteLine();
        }

只需要声明ManualResetEvent 并且设置为false；然后在委托中set打开一下，就行了。相应的ReSet就是关闭。关闭后如果不在打开就不会执行后面的内容

  ManualResetEvent mre = new ManualResetEvent(false);
            new Action(() =>
            {
                Thread.Sleep(5000);
                Console.WriteLine("委托的异步调用");
                mre.Set();//打开
            }).BeginInvoke(null, null);

            mre.WaitOne();
            Console.WriteLine("12345");
            mre.Reset();//关闭
            new Action(() =>
            {
                Thread.Sleep(5000);
                Console.WriteLine("委托的异步调用2");
                // mre.Set();//打开
            }).BeginInvoke(null, null);
            mre.WaitOne();
            Console.WriteLine("23456");

后面的打印23456就会停止打印，会一直处于等待状态。

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后来在.net3.0时代推出了task概念。task，在这里讲几种创建方式，这里只是稍微涉及一下，在后面的章节中会细讲，

1）通过TaskFactory ，直接StartNew开始并创建一个线程。

  private void btnTask_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Stopwatch watch = new Stopwatch();
            watch.Start();
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("***********************btnTask_Click Start 主线程id {0}**********************************", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

            TaskFactory taskFactory = new TaskFactory();

            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                string name = string.Format("btnAsync_Click_{0}", i);
                Action act = () => this.TestThread(name);
                taskFactory.StartNew(act);
            }

            watch.Stop();
            Console.WriteLine("**********************btnTask_Click   End 主线程id {0} {1}************************************", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, watch.ElapsedMilliseconds);
            Console.WriteLine();
        }

2）建Task 对象，然后Start。

Task task = new Task(act);
task.Start();

3）直接对Task对象Run()，这样也可以对线程创建并开始；

Task task = Task.Run(act);

当然Task的创建不知这么几种，这里只是稍微涉及，在后面的章节会细讲^-^

未完待续。。。。。。。。。。