C#多線程開發之線程基礎的示例分析

這篇文章給大家分享的是有關C#多線程開發之線程基礎的示例分析的內容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。

線程基礎

“進程是操作系統分配資源的最小單元，線程是操作系統調度的最小單元” 這句話應該學習計算機的朋友或多或少都聽說過，這在操作系統這門課中是很重要的一個概念。

在操作系統中可以同時運行很多個應用程序，那么你知道計算機是如何分配和調度這些應用程序去使用CPU進行工作的嗎？

這里面就牽扯到了進程、線程的概念，也就是我們接下來要學習的內容。

一個應用程序會有很多個線程，但是只能有一個進程。也就是說一個進程中可以有很多個線程。那么這是為什么呢？以前計算機只有一個計算模塊，每次只能單一的執行一個計算單元，不能同時執行多個計算任務。現在隨著科技的發展，有了多核CPU，可以一次性執行多個應用程序，這樣就實現了多任務。操作系統為了不讓一個應用程序獨占CPU，導致其余程序掛起等待，不得不設計出一種將物理計算單元分割為一些虛擬的進程，并給予每個執行程序一定量的計算能力。此外，操作系統必須始終能夠優先訪問CPU，并能調整不同程序訪問CPU的優先級(說白了就是典型的以空間換時間)。

線程正是這一概念的實現，可以認為線程是一個虛擬的進程，用于獨立運行一個特定的程序。

大量使用線程會消耗大量的OS資源

那么為什么需要使用線程呢！其實就是為了在相同的時間內，讓操作系統或CPU干更多的活，那么在C#中線程應該如何使用或者說在什么場景下使用呢！

在C#中關于線程的使用，大多數時候是在當程序需要處理大量繁瑣、占用資源多、花費大量時間的任務時進行應用，比如訪問數據庫，視頻顯示，文件IO操作、網絡傳輸等。

線程在應用程序中可以進行如何操作：1、創建線程；2、暫停線程；3、線程等待；4、終止線程。

1、創建線程

通過聲明并實例化Thread就可以創建線程，它接收方法作為參數。使用Thread.Start()就可以開啟子線程，讓其去執行方法中的內容。

static void Main(string[] args)
        {            
            //新創建的線程中輸出
            Thread oneThread = new Thread(PrintNumber);
            oneThread.Start();

            //主線程中輸出
            PrintNumber();
            Console.ReadKey();
        }

        static void PrintNumber() 
        {
            Console.WriteLine("開始......");
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                Console.WriteLine(i);
            }
        }

可以看到當我們在子線程和主線程中同時輸出PrintNumber()中的內容時，它是亂的隨機交叉輸出的。

2、暫停線程

暫停線程故名思意就是讓線程暫停，不讓其占用CPU資源，在一直等待，啥時候取消暫停就恢復運行。在C#中暫停就是讓這個線程進入睡眠狀態，讓其休眠，不讓其占用系統資源就可以了。

  Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));    //睡眠2s

3、線程等待

線程等待就是多個線程在處理某個任務時，某個線程必須等待前一個線程處理所有數據后才可以進行執行，在這個期間，這個線程是阻塞狀態的。只有前一個線程完事了，他才可以再繼續執行。

static void Main(string[] args)
        {            
            //新創建的線程中輸出
            Thread oneThread = new Thread(PrintNumber);
            oneThread.Start();
            oneThread.Join();

            //主線程中輸出
            PrintNumber();
            Console.ReadKey();
        }

也就是說上面的程序主線程必須得等oneThread線程執行完PrintNumber方法后，它才可以執行。

4、線程終止

就是線程在執行過程中，利用某些操作（Thread.Abort()）可以使其線程立即退出，不進行工作了。

static void Main(string[] args)
        {            
            //新創建的線程中輸出
            Thread oneThread = new Thread(PrintNumber);
            oneThread.Start();

            Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(6));
            oneThread.Abort();

            //主線程中輸出
            PrintNumber();
            Console.ReadKey();
        }

上面的程序可以看到，當主程序再等待6s后，立即將oneThread線程終止掉。

其實Abort()方法是給線程注入了ThreadAbortException方法，導致線程被終結，這其實很危險，因為該線程可能正在處理某些重要的數據，比如接收傳輸數據等，這樣子就傳遞摧毀了程序，數據也就丟失了。還有就是這個方法不能保證100%終止線程。有時候有些異常會被吃掉，我們可以利用某些關鍵變量在子線程中進行控制，從而取消線程的執行就可以。

在實際編碼使用線程的過程中，可以通過oneThread.ThreadState來獲取目前線程的狀態。有時候我們也可以手動的設置線程的優先級，設置為最高的則提前執行，但是這個只是針對于單核CPU時，目前市面上基本都是多核的了，這種使用場景也就很少了。

一般我們創建的線程都是屬于前臺線程，通過手動設置ontThread對象的IsBackground屬性為true時才會為后臺線程。通常前臺線程會比后臺線程提前執行完。當前臺線程執行完成后，程序結束并且后臺線程被終結。進程會等待所有的前臺線程完成后再結束工作，但是如果只剩下后臺線程，進程會直接結束工作。

C#中的lock關鍵字

某一個資源當被多個線程同時訪問時，可能這個資源的某些值對于各個線程來說會出問題。如果在某一時刻，一個線程是使其遞增，一個線程是遞減，會導致其值不唯一，各個線程拿到的值不對。這種情況就是所謂的競爭條件，競爭條件是多線程環境中非常常見的導致錯誤的原因。

class PepoleCount 
    {
        int count = 0;
        public void AddCount() 
        {
            ++count;            
        }
        public void DeleteCount() 
        {
            --count;
        }    
    }

比如是上面的程序，當兩個線程同時訪問這個PepoleCount類時，會導致count變量出現競爭條件。就是每個線程可能拿到的數值不是最新的。那么如何辦呢，此時就需要使用到lock機制，也就是加鎖。目的是為了當一個線程訪問某個資源時，其余線程如果在訪問時，必須等待當前訪問完事后，它才可以訪問。保證了數據的有效性。

lock關鍵字是如果鎖定了一個對象，需要訪問該對象的所有其他線程則會處于阻塞狀態，并等待知道該對象解除鎖定才可以訪問。

class PepoleCount 
    {
        private readonly object _syncRoot = new object();
        int count = 0;
        public void AddCount() 
        {
            lock(_syncRoot)
            {
                ++count;            
            }            
        }
        public void DeleteCount() 
        {
            lock(_syncRoot)
            {
            --count;
            }
        }    
    }

關于加鎖這塊還是有很多講究的，不是說每一個方法，每一個變量都需要進行加鎖，如果頻繁的加鎖會導致其余線程處于阻塞狀態，那么也會導致應用程序出現嚴重的性能問題。

感謝各位的閱讀！關于“C#多線程開發之線程基礎的示例分析”這篇文章就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的幫助，讓大家可以學到更多知識，如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到吧！