多线程的操作在程序中也是比较常见的,比如开启一个线程执行一些比较耗时的操作(IO操作),而主线程继续执行当前操作,不会造成主线程阻塞。线程又分为前台线程和后台线程,区别是:整个程序必须要运行完前台线程才会退出,而后台线程会在程序退出的时候结束掉。Thread默认创建的是前台线程,而ThreadPool和Task默认创建的是后台线程,Thread可以通过设置 IsBackground 属性将线程设置为后台线程。

static void Main(string[] args)
{
Thread thread = new Thread(new ThreadStart(NoParameterMethod));
thread.Start();
Console.WriteLine("程序已经执行完成");
} static void NoParameterMethod()
{
Thread.Sleep();
Console.WriteLine("NoParameterMethod");
}

前台线程

效果:

static void Main(string[] args)
{
Thread thread = new Thread(new ThreadStart(NoParameterMethod))
{
IsBackground = true
};
thread.Start();
Console.WriteLine("程序已经执行完成");
} static void NoParameterMethod()
{
Thread.Sleep();
Console.WriteLine("NoParameterMethod");
}

后台线程

效果:

下面来说一下几种开启多线程的方法:

1、Thread

1.1 开启一个线程,执行一个不带参数的方法

static void Main(string[] args)
{
Thread thread = new Thread(new ThreadStart(NoParameterMethod));
//注意Start开启线程之后,当前线程不是说一定会立马执行
//而是说当前线程已经准备好被CPU调用,至于CPU什么时候调用是需要看情况而定
thread.Start();
Console.WriteLine("程序已经执行完成");
} static void NoParameterMethod()
{
//使当前线程停止1s
Thread.Sleep();
Console.WriteLine("NoParameterMethod");
}

1.2开启一个线程,执行带参数的方法

static void Main(string[] args)
{
Thread thread = new Thread(new ParameterizedThreadStart(ParameterMethod));
//要传入的参数在Start的时候传入
thread.Start("ParameterMethod");
Console.WriteLine("程序已经执行完成");
}
//参数类型必须为Object类型,方法只能有一个参数
//如果想传入多个参数,可已将参数封装进入一个类中
static void ParameterMethod(Object x) {
Thread.Sleep();
Console.WriteLine(x);
}

2、ThreadPool

使用ThreadPool开启一个线程

//无参    Thread.CurrentThread.ManagedThreadId是当前线程的唯一标识符
ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(obj => Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId)));
//有参
ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(obj => Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId)), "参数");

ThreadPool是Thread的一个升级版,ThreadPool是从线程池中获取线程,如果线程池中又空闲的元素,则直接调用,如果没有才会创建,而Thread则是会一直创建新的线程,要知道开启一个线程就算什么事都不做也会消耗大约1m的内存,是非常浪费性能的,接下来我们写一个例子来看一下二者的区别:

#region 使用Thread开启100个线程
for (int i = ; i < ; i++)
{
(new Thread(new ThreadStart(() => Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId)))).Start();
}
#endregion

运行结果:

我们可以看到每一个主线程表示id都是不同的,也就是说使用Thread开启线程每次都是新创建一个

#region 使用ThreadPool开启100个线程
for (int i = ; i < ; i++)
{
ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(obj => Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId)));
}
#endregion

运行结果:

相信区别已经很明显了,这里我再说一下,线程池中一开始是没有一个线程的,使用ThreadPool开启一个线程之后,线程执行完毕,会加入到线程池中,后续需要再次开启线程的时候查看线程池中有没有空闲的线程,有则调用,没有则创建,如此循环

二者之间还有一个区别,就是ThreadPool可以操控线程的状态,比如等待线程完成,或者终止超时子线程操作

取消子线程操作

CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(CanCancelMethod),cts.Token);
cts.Cancel();
Console.ReadKey();
static void CanCancelMethod(Object obj) {
CancellationToken ct = (CancellationToken)obj;
if (ct.IsCancellationRequested) {
Console.WriteLine("该线程已取消");
}
//就算ct.IsCancellationRequested为真,接下来的代码还是会执行
//因为该方法并没有ruturn
Thread.Sleep();
Console.WriteLine($"子线程{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}结束");
}

感觉这个取消子线程的方法和设置一个全局变量,然后通过判断和更改全局变量的值,设置线程是否取消的效果一样

ThreadPool的其他操作感兴趣的可以自己搜索学一下,因为终止线程什么操作都是比较麻烦的,关于ThreadPool就不再多说了

3、Task

Task和ThreadPool是一样的,都是从线程池中取空闲的线程

使用Task开启一个线程

//方法1  使用Task的Run方法
Task.Run(()=> {
Console.WriteLine($"线程{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}已开启");
});
//方法2 使用Task工厂类TaskFactory对象的StartNew方法
(new TaskFactory()).StartNew(() =>
{
Console.WriteLine($"线程{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}已开启");
});

Run和StartNew方法都是返回一个Task类型的对象,代表当前开启的线程,如果方法有返回值

//如果方法有返回值
Task<int> t1 = Task.Run<int>(() => {
return ;
});
//通过t1.Result查看返回的结果
Console.WriteLine(t1.Result);

取消线程操作的话和ThreadPool取消线程操作一样

//1s后自动取消线程
CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
//为取消线程注册回调函数
cts.Token.Register(()=> {
Console.WriteLine("线程已取消");
}); Task.Run(()=> {
Console.WriteLine("开始执行");
Thread.Sleep();
//判断当前线程是否已被取消
if (cts.Token.IsCancellationRequested) {
Console.WriteLine("方法已结束");
return;
}
Console.WriteLine("线程继续执行");
},cts.Token);

等待所有线程执行完毕

//存放所有线程
List<Task> lst = new List<Task>();
//开启10个线程
for (int i = ;i < ;i++) {
lst.Add(Task.Run(()=> {
Thread.Sleep(new Random().Next(,));
Console.WriteLine($"线程{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
}));
}
//等待所有线程执行完毕
Task.WaitAll(lst.ToArray());
Console.WriteLine("所有线程执行完毕");

等待任意一个先线程执行完毕

//存放所有线程
List<Task> lst = new List<Task>();
//开启10个线程
for (int i = ;i < ;i++) {
lst.Add(Task.Run(()=> {
Thread.Sleep(new Random().Next(,));
Console.WriteLine($"线程{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
}));
}
//等待任意线程执行完毕
Task.WaitAny(lst.ToArray());
Console.WriteLine("已有现成执行完毕");

对于Thread、ThreadPool和Task,如果要用多线程的话,优先使用Task,如果版本不支持Task,则考虑ThreadPool

4、Parallel

Parallel循环开启多线程,并行任务,对于多线程开启任务,开启的顺序都是不确定的

Parallel.Invoke()

Action[] action = new Action[] {
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
};
Parallel.Invoke(action);

相当于

Action[] action = new Action[] {
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
};
for (int i = ; i < action.Length; i++)
{
Task.Run(action[i]);
}

Invoke时也可以进行一些配置,例如配置线程池中只能最多保持一个线程

Action[] action = new Action[] {
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
()=>Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"),
};
Parallel.Invoke(new ParallelOptions()
{
MaxDegreeOfParallelism =
}, action);

运行结果:

Parallel.For()

//将迭代的结果保存起来
ParallelLoopResult plr = Parallel.For(, , (i) =>
{
Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
});
Console.WriteLine(plr.IsCompleted);

相当于

for (int i = ; i < ; i++)
{
Task.Run(() =>
{
Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
});
}

相对于循环Task.Run()更加简洁

Parallel.ForEach()

方法和foreach类似,不过是采用的是异步方式遍历,要想被Parallel.ForEach()必须实现IEnumerable接口

Parallel.ForEach<String>(new List<String>() {
"a","b","c","d","e","f","g","h","i"
}, (str) =>
{
Console.WriteLine(str);
});

运行结果:

停止循环的方法

//将迭代的结果保存起来
ParallelLoopResult plr = Parallel.For(, , (i,state) =>
{
Console.WriteLine($"线程:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
if (i==) {
//结束
state.Break();
}
});
Console.WriteLine(plr.IsCompleted);

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