[深入学习C#]C#实现多线程的方法：线程(Thread类)和线程池(ThreadPool)

简介

　　使用线程的主要原因：应用程序中一些操作需要消耗一定的时间，比如对文件、数据库、网络的访问等等，而我们不希望用户一直等待到操作结束，而是在此同时可以进行一些其他的操作。 
　　这就可以使用线程来实现。 
　　本文主要介绍关于Thread和ThreadPool的基础知识。

Thread类

　　基本用法

　　使用Thread类可以创建和控制线程，在下面的示例代码中，Thread类的构造函数重载为接受ThreadStart和ParameterizedThreadStart类型的委托参数。ThreadStart委托定义了一个返回类型为void的无参数方法，在创建Thread对象后，就可以用Start()方法启动线程。

using System;
using System.Threading;

namespace ThreadDemo
{
    class Program
    {
        static void Main()
        {
            var t1 = new Thread(ThreadMain);
            t1.Start();
            Console.WriteLine("This is the main thread.");
        }
        static void ThreadMain()
        {
            Console.WriteLine("Running in a thread.");
        }
    }
}

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　　程序执行结果，得到两个线程的输出: 
　　This is the main thread. 
　　Running in a thread. 
　　我们知道，我们并不能保证那个结果先输出，这由操作系统调度决定。

　　在前文中，我们探讨了将Lambda表达式和异步委托结合使用，这里我们也使用Lambda表达式与来给Thread类构造函数传递参数： 
　　

using System.Threading;

namespace ThreadDemo
{
    class Program
    {
        static void Main()
        {
            var t1 = new Thread(()=>Console.WriteLine("Running in a thread, id : {0}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId));
            t1.Start();
            Console.WriteLine("This is the main thread, id : {0}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        }
    }
}

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　　在应用程序的输出中，我们可以看到线程id，当然，每次运行的结果不一定一样，因为系统每次分配的线程是独立的。 
　　This is the main thread, id : 1. 
　　Running in a thread, id : 3.

　　给线程传递数据

　　前面的例子中，我们开启的新线程只是执行了一个简单的输出指令，并没有线程中的方法赋予参数。现在我们来探讨如何给线程传递参数，也就是传递数据。 
　　一种方式是使用带ParameterizedThreadStart委托参数的Thread构造函数； 
　　另一种方法是将自定义的方法传递给线程，然后启动线程。 
　　 
　　● 方法一：使用ParameterizedThreadStart委托。 
　　该委托的实例方法必须带有一个object参数，而且返回类型为void。 
　　假设该委托实例方法如下：

static void ThreadMainWithParameters(object o)
{
    ...
    ...
}

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　　那么我可以这样开启线程：

var o = new object();
var t1 = new Thread(ThreadMainWithParameters);
t1.Start(o);

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　　● 方法二：使用自定义方法。 
　　假设我们有一个MyThread类，该类有一个方法ThreaMain()：

public class MyThread
{
    ...
    ...
    public void ThreadMain()
    {
        ...
        ...
    }
    ...
    ...
}

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　　开启线程方法如下：　

var o = new MyThread();
var t1 =new Thread(o.ThreadMain);
t1.Start();

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线程池

　　我们知道，线程的创建需要时间。 如果有不同的小任务要完成，我们就可以事先创建许多线程， 在应完成这些任务时发出请求。 这个线程数最好在需要更多的线程时增加,在需要释放资源时减少。 
　　这些线程就是放在线程池中，C#为我们提供了一个管理线程池的类：ThreadPool。 
　　它会在需要的时候增减线程池中的线程数，如果线程池中线程数到达上限，新的作业就需要排队等待其他线程完成其任务。 
　　 
　　下面的示例应用程序首先要读取工作线程和 I/O线程的最大线程数，把这些信息写入控制台中。接着在for循环中，调用 ThreadPool.QueueUserWorkItem()方法,传递一个WaitCallBack类型的委托，把 JobForThread()方法赋予线程池中的线程。线程池收到这个请求后,就会从池中选择一个线程，来调用该方法。 如果线程池还没有运行，就会创建一个线程池，并启动第一个线程。 如果线程池己经在运行，且有一个空闲线程来完成该任务，就把该作业传递给这个线程。 
　　

using System;
using System.Threading;

namespace ThreadDemo
{
    class program
    {
        static void Main()
        {
            int nWorkThreads;
            int nCompletionPortThreads;
            ThreadPool.GetMaxThreads(out nWorkThreads, out nCompletionPortThreads);
            Console.WriteLine("Max worker threads: {0}, I/O completion threads: {1}",nWorkThreads, nCompletionProtThreads);
            for(int i = 0; i < 5; i++)
            {
                ThreadPool.QueueUserWorkItem(JobForAThread);
            }
            Thread.Sleep(3000);
        }

        static void JobForAThread(object state)
        {
            for(int i = 0; i < 3; i++)
            {
                Console.WriteLine("loop {0}, running inside pooled thread {1}", i, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Thread.Sleep(50);
            }
        }
    }
}

using System;
using System.Threading;

namespace ThreadDemo
{
class program
{
static void Main()
{
int nWorkThreads;
int nCompletionPortThreads;
ThreadPool.GetMaxThreads(out nWorkThreads, out nCompletionPortThreads);
Console.WriteLine("Max worker threads: {0}, I/O completion threads: {1}",nWorkThreads, nCompletionProtThreads);
for(int i = 0; i < 5; i++)
{
ThreadPool.QueueUserWorkItem(JobForAThread);
}
Thread.Sleep(3000);
}

static void JobForAThread(object state)
{
for(int i = 0; i < 3; i++)
{
Console.WriteLine("loop {0}, running inside pooled thread {1}", i, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
Thread.Sleep(50);
}
}
}
}

　　读者运行该程序的结果可能与此不同,也可以改变作业的睡眠时间和要处理的作业数,得到完全不同的结果。 
　　

　　线程池使用起来很简单,但它有一些限制 : 
　　● 线程池中的所有线程都是后台线程 。 如果进程的所有前台线程都结束了,所有的后台线程就会停止。 不能把入池的线程改为前台线程 。 
　　● 不能给入池的线程设置优先级或名称。 
　　● 对于 COM对 象,入池的所有线程都是多线程单元(multit-threaded apartment , MTA)线程。 许 COM对象都需要单线程单元(single-threaded apartment , STA)线 程。 
　　● 入池的线程只能用于时间较短的任务。 如果线程要一直运行(如Word的拼写检查器线程),就应使用Thread类创建一个线程。