C# 多线程系列(一)

2018-02-23 12:07:23来源:cnblogs.com作者:吴筱军人点击

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线程是怎样工作的

1.多线程由一个线程调度器来进行内部管理,一个功能是CLR常常委托给操做系统。

一个线程调度器确保所有激活的线程在执行期间被合适的分配,等待或者阻塞的线程(比如,一个独占锁或者等待用户输入)不占用CPU资源。

2.在单核电脑上,一个线程调度器让时间片在每一个激活的线程中切换。在windows操作系统下,线程切换的时间分片通常为10微秒,远远大于CPU的开销时间(通常小于1微秒)。

3.在一个多核的电脑上,多线程实现了一个混合的时间片和真正的并发,不同的线程同时在不同的CPU上执行代码。还是存在某些时间片,因为操作系统需要服务它自己的线程,包括其他的应用的线程。

4.当一个线程的执行被内部因素打断,比如时间片,则说这个线程是抢占式的。在大部分情形下,一个线程不能控制自己何时何地被抢占。

进程与线程

线程并行运行在一个单独的进程中。进程之间是完全隔离的;线程在一定程度上隔离。运行在同一个应用程序下的线程共享堆内存。

进程间的切换:

先加载程序A的上下文,然后开始执行A,保存程序A的上下文,调入下一个要执行的程序B的程序上下文,然后开始执行B,保存程序B的上下文。。。

线程间的切换:

先加载程序A的上下文,然后执行A的A1线程,再执行A的A2线程。。。保存程序A的上下文;

1.线程结束无法重启

class Program    {        static void Main(string[] args)        {            Thread thread = new Thread(threadOne);            thread.Start();            Thread.Sleep(5000);            //thread.Start();打开报错        }        static void threadOne()        {            for(int i=0; i<100; i++)            {                lib.put("t"+i);                Thread.Sleep(10);            }        }    }

一旦开始,一个线程的IsAlive属性返回true,直到这个线程结束。当传递给线程的构造函数的委托完成执行时,这个线程结束。一旦结束,这个线程不能重启。

2.内存隔离

class Program    {        static void Main(string[] args)        {            Thread thread = new Thread(threadOne);            thread.Start();            threadOne();//主线程调用            Thread.Sleep(5000);            //thread.Start();打开报错        }        static void threadOne()        {            for(int i=0; i<10; i++)            {                lib.put("t");                Thread.Sleep(10);            }        }    }

  CLR给每个线程分配自己内存栈,因此局部变量可以保持分离。所以两次调用threadOne都正常打印了10个"t"。

3. 数据共享

    class Program    {        static bool bDone = false;        static void Main(string[] args)        {            Thread thread = new Thread(threadOne);            thread.Start();            threadOne();            Console.ReadKey();        }        static void threadOne()        {            if(!bDone)            {                bDone = true;                lib.put("threadOne");            }        }    }

如果多个线程对同一个对象实例有相同的引用,这些线程就共享这个对象实例的数据。所以只会输出一个threadOne。

4.线程安全

上述例子,是有可能打印出两次threadOne的。当bDone被置成true之前,若主线程和子线程都已经通过if判定,将打印两次。

static void threadOne(){    if(!bDone)    {        Thread.Sleep(50);//加上sleep后,会出现主线程和子线程都通过if判定后才把bDone置成true,所以打印两次threadOne,
     bDone = true;
     lib.put("threadOne");
  }
}

改进方式当读/写一个公共字段时,获取一个独占锁(exclusive lock)。C#提供了关键字lock。

class Program    {        static bool bDone = false;        static readonly object locker = new object();        static void Main(string[] args)        {            Thread thread = new Thread(threadOne);            thread.Start();            threadOne();            Console.ReadKey();        }        static void threadOne()        {            lock (locker)            {                if (!bDone)                {                    Thread.Sleep(50);                    bDone = true;                    lib.put("threadOne");                }            }        }    }

当两个线程同时抢占一个锁时(在这个例子中,locker),一个线程等待,或者阻塞,直到这个锁释放。在这个例子中,这个锁保证一次只有一个线程可以进入代码的临界区域,然后“threadOne”只会被打印一次。代码在这种不确定的多线程背景下中被保护被叫做线程安全。

lock关键字将语句块标记为关键部分,方法是获取给定对象的互斥锁,执行语句,然后释放该锁。在块的开始处调用 Enter,而在块的结尾处调用 Exit。这样可确保当一个线程位于代码的关键部分时,另一个线程不会进入该关键部分。 如果其他线程尝试进入锁定的代码,则它将一直等待(即被阻止),直到该对象被释放。一个线程,当阻塞的时候,不占用CPU资源。

 5.Join和Sleep

Join是一种同步方法,阻止调用线程 (即,调用的方法的线程),直到线程其Join方法调用已完成。 使用此方法以确保线程已终止。 如果线程不会终止,调用方将无限期阻止。

Join有多个重载方法,可以在Join方法中添加一个参数,milliseconds或者timeSpan。如果这个线程结束了则Join方法返回true,如果这个线程超时则返回false,但不结束该线程。

static void Main(string[] args){    Thread thread = new Thread(threadOne);    thread.Start();    thread.Join();//等到thread线程结束后继续本线程    lib.print("end");    Console.ReadKey();}static void threadOne(){    lib.print("threadOne");    Thread.Sleep(3000);}

Sleep暂停当前线程一段指定的时间。

Thread.Sleep(TimeSpan.FromHours(1));//sleep一个小时

Thread.Sleep(500);//500 线程被阻塞的毫秒数。 指定零0以指示应挂起此线程以使其他等待线程能够执行。

当使用Sleep或Join暂停线程时,这个线程是阻塞的,不消耗CPU资源。

 原文连接

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