C# 多线程

基本概念

什么是线程

线程是能独立运行的最小单位，也是程序能够并发执行的一段指令序列
线程是进程的一部分，一个进程可以包含多个线程，这些线程共享进程的资源
进程有入口线程，可以创建更多的线程

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为什么要多线程

重复任务希望同时进行(比如对于数组中的每个元素都进行相同且耗时的操作)

比如我处理一个数组的元素，每个都要耗时，如果我每处理一个再处理下一个，时间是n*m的
但是我如果同时进行处理，时间是m的

多个不同任务希望同时进行，互不干扰(比如有多个后台线程需要做轮询等操作)

比如我主线程有一个任务读取变换的数，然后我额外开一个后台线程去发送我读取的数
不然我读取变化的数进行发送，发送十分耗时，这将导致我读取不完全

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什么是线程池

一组预先创建的线程，可以被重复使用来执行多个任务

一个线程的创建和销毁是十分耗时的，开销很大
当我们需要执行一个小任务时，直接找线程池要一个，做完再把线程还给他
避免频繁地创建和销毁线程，从而减少了线程创建和销毁的开销，提高了系统的性能和效率

异步编程默认使用线程池

通过异步编程可以更优雅的调用线程池，不需要我们自己去调用线程池的代码

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什么是线程安全

线程安全

多个线程访问共享资源时，对共享资源的访问不会导致数据不一致或不可预期的结果

public class TODO {static int cnt = 0;const int total = 1000000;static void Main() {var thread1 = new Thread(foo);var thread2 = new Thread(foo);thread1.Start();thread2.Start();thread1.Join();thread2.Join();Console.WriteLine(cnt);}static void foo() {for(int i = 0; i < total; i++) {cnt++;}}
}

上述代码在两个进程同时访问一个数时，期待结果是total*2，但由于奇奇怪怪的原因，将会小于total

比如线程1和线程2同时拿到cnt，同时对cnt++，这将导致其中一个线程的++是被覆盖的
（汇编解释为，我取出cnt，自增然后赋值，他们同时赋值将导致本来自增两次的值只有一次生效）

简言之，同时发生导致少加一次

可以使用lock解决此问题

同步机制

用于协调和控制多个线程之间执行顺序和互斥访问共享资源
确保线程按照特定的顺序执行，避免竞态条件和数据不一致的问题

原子操作

在执行过程中不会被中断的操作。不可分割，要么完全执行，要么完全不执行，没有中间状态
在多线程环境下，原子操作能够保证数据的一致性和可靠性，避免出现竞态条件和数据竞争的问题

只需要一步就能完成的操作，不是指一行代码，而是对于底层来说，汇编啥的，也是一步就能完成
当然也可以用提供的函数来InterLocked.foo(ref elem)来实现原子操作

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常用实现方式一

线程

new 一个 thread

线程池

使用thread pool 这个类型里面的方法

异步编程

async 和 await

asynchronization n.异步化 异步，非同步化

考虑一下自带方法

`Parallel`		For、ForEach、Invoke
`PLINQ`  		AsParallel、AsSequential、AsOrdered

即不需要那么底层的去实现

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线程Thread

线程的创建

创建Thread实例，并传入ThreadStart委托
还可以配置线程，如是否为后台线程
调用Thread.Start方法，还可以传参

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线程的终止

调用Thread.Join方法，等待线程的结束
意味着谁Join，我就要等谁结束了再继续别的事

简言之，用于等待一个线程结束

public class TODO {static void Main() {var thread = new Thread((x) => {Console.WriteLine("Hello, {0}", x);for (int i = 0; i < 10; i++) {Thread.Sleep(500);Console.WriteLine("i = {0}", i);}Console.WriteLine("finished!");});Console.WriteLine("start");thread.Start("Bob");thread.Join();Console.WriteLine("over");}
}

调用Thread.Interrupt方法，中断线程的执行

会在相应线程中抛出ThreadInterruptedException

如果线程中包含一个while(true)循环

那么需要保证包含等待方法，如IO操作，Thread.Sleep等
如果没有这些，那while(true)会没有空来抛出异常
就小小的阻塞他一下 thread.Sleep(0);

不能用Abort

他会直接干掉这个线程，g
使用Abort方法来强制终止线程可能导致一些严重的问题，包括资源泄漏和不可预测的行为
较新版本的.NET中如果使用这个方法，会报PlatformNotSupportedException
推荐使用Thread.Interrupt或CancellationToken

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线程的挂起与恢复

Thread. Suspend以及Thread.Resume
你的挂起可能让线程暂停在任意一种状态，这就见鬼了

较新版本的.NET中，这两个方法已经被标记为Obsolete，且调用会报错

推荐使用锁、信号量等方式实现这一逻辑

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线程安全于同步机制

原子操作

interlocked

锁与信号量

轻量型

不要自己造轮子