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2022-09-14
异步和多线程Thread
刚接触线程的时候,感觉这个东西好神奇。虽然不是很明白,就感觉它很牛逼。
参考了一些大佬写的文章:
https://cnblogs.com/yilezhu/p/10555849.html这个大佬写的文章,我还是很喜欢的
https://cnblogs.com/mushroom/p/4575417.html
多线程是.NET开发非常重要的一块,很多开发者对多线程几乎不用/很畏惧/不明所以,写代码的时候,没有考虑到多线程的场景。
什么是进程?
计算机概念,程序在服务器运行占据全部计算机资源的综合,是一种虚拟的概念。
当一个程序开始运行时,它就是一个进程,进程包括运行中的程序和程序所使用到的内存和系统资源。
而一个进程又是由多个线程所组成的。
什么是线程?
计算机概念,进程在响应操作时最小单位,也包括CPU、内存、网络、硬盘IO。
线程是程序中的一个执行流,每个线程都有自己的专有寄存器(栈指针、程序计数器等),但代码区是共享的,即不同的线程可以执行同样的函数。
什么是多线程?
计算机概念,一个进程有多个线程同时运行。
多线程是指程序中包含多个执行流,即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务,也就是说允许单个程序创建多个并行执行的线程来完成各自的任务。
一个进程会包含很多个线程;线程是隶属于某个进程,进程毁了线程也就没了。
句柄:其实就是个long数字,是操作系统表示应用程序。
C#里面的多线程?
Thread类,是C#语言对线程对象的一个封装。
为什么可以多线程?
1、多个CPU的核可以并行工作,多个模拟线程
四核八线程,这里面的线程值的是模拟核
2、CPU的分片,1S的处理能力分成1000份,操作系统调度着去响应不同的任务。从宏观角度来说,感觉就是多个任务在并发执行;从微观角度来说,一个物理CPU同一时刻,只能为一个任务服务。
同步方法:
发起调用,完成后才继续下一行;非常符合开发思维,有序执行。
简单来说,就是诚心诚意请人吃饭,比如邀请bingle吃饭,但是bingle要忙一会,那就等着bingle完成后再一起去吃饭。
异步方法:
发起调用,不等待完成,直接进入下一行,启动一个新线程开完成方法的计算。
简单来说,就是客气一下的请人吃饭,比如要邀请bingle吃饭,但是bingle要忙一会,那你就忙着吧,我先去吃饭了,你忙完了自己去吃饭吧。
同步方法的代码:
调用后,是这个样子的结果;
在这段期间内,界面是卡死的,无法拖动。
异步方法的代码:
调用之后的结果是这个样子的:
期间,界面不是卡死的,可以随意拖动。只是界面依然是主线程执行,在里面开启了子线程去执行其他的方法。
同步方法与异步方法的区别:
同步方法:
主线程(UI线程),忙着计算,无暇他顾,界面是卡死的。
异步方法:
主线程闲置,计算任务交给子线程完成,改善用户体验,winform点几个按钮,不至于卡死;web开发,也是一样需要的,发个短信通知,或者-个Excel,都交给异步线程去做。
同步方法比较慢,因为只有一个线程计算,异步方法快,因为有多个线程并发计算。多线程其实就是用资源换性能。
什么时候用多线程?
1、一个订单表很耗时间,能不能用多线程去优化下性能呢?
答案是不能的,因为这就是一个操作,没法并行。
2、需要查询数据库/调用接口/读硬盘文件/做数据计算,能不能用多线程优化下性能?
这个是可以的。因为多个任务可以并行的,但是多线程并不是越多越好,因为资源有限,而且调度有损耗,多线程尽量避免使用。
我们来看下,上面调用后的执行顺序:
同步方法有序进行,但是异步方法启动无序。因为线程资源是向操作系统申请的,由操作系统的调度决策决定,所以启动是无序的。同一个任务用一个线程,执行时间也是不确定的,是CPU分片导致的。
使用多线程请一定小心,很多事不是想当然的,尤其是多线程操作时间有序要求的时候(async await可以解决这个问题)。那能不能通过延迟一点启动来控制顺序?或者预测下结束顺序?这些都是不靠谱的。就算通过大量的测试,得到的执行顺序和预期的顺序总是相同的,但是只要有概率是不同的,总会发生这种情况。
并行:多核之间叫并行。
并发:CPU分片的并发。
回调:将后续动作通过回调参数传递进去,子线程完成计算后,去调用这个回调委托。
代码:
执行结果:
回调传参:
代码:
看下结果,bingle这个参数传递过来了
通过IsComplate等待,卡界面--主线程在等待,边等待边提示
WaitOne等待,即时等待 限时等待
asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne();//直接等待任务完成
asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(-1);//一直等待任务完成
asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(1000);//最多等待1000ms,超时就不等了
//4 EndInvoke 即时等待, 而且可以获取委托的返回值 一个异步操作只能End一次
action.EndInvoke(asyncResult);//等待某次异步调用操作结束
Thread类
上面介绍过,Thread是C#对线程对象的一个封装。
Thread:C#对线程对象的一个封装
Thread方法很多很强大,但是也太过强大,而且没有限制
ParameterizedThreadStart method = o => this.DoSomethingLong("btnThread_Click");
Thread thread = new Thread(method);
thread.Start("123");//开启线程,执行委托的内容
线程等待,有以下写法:
while (thread.ThreadState != ThreadState.Stopped)
{
Thread.Sleep(200);//当前线程休息200ms
}
//2 Join等待
thread.Join();//运行这句代码的线程,等待thread的完成
thread.Join(1000);//最多等待1000ms
thread.Priority = ThreadPriority.Highest;最高优先级,有限执行,但不代表优先完成。是指说在极端情况下,还有意外发生,不能通过这个来控制线程的执行先后顺序。
thread.IsBackground = false;//默认是false 前台线程,进程关闭,线程需要计算完后才退出
//thread.IsBackground = true;//关闭进程,线程退出
基于Thread可以封装一个回调,回调:启动子线程去执行动作A----不阻塞---A执行完成后子线程会执行动作B
代码:
调用测试一下:
基于Thread封装一个带返回值的方法:
调用:
在调用的时候funcThread.Invoke(),这里发生了阻塞。既要不阻塞,又要计算结果?不可能!
线程池:
Thread,功能繁多,反而不好,就好像给4岁小孩一把热武器,反而会造成更大的伤害,对线程数量时没有管控的。
在.NET Framework2.0,出现了线程池。如果某个对象创建和销毁代价比较高,同时这个对象还可以反复使用,就需要一个池子。保存多个这样的对象,需要用的时候从池子里面获取,用完之后不用销毁,放回池子(享元模式)。这样可以节约资源提升性能;此外,还能管控总数量,防止滥用。ThreadPool的线程都是后台线程。
ThreadPool最简单的使用:
ThreadPool.QueueUserWorkItem(o => this.DoSomethingLong("btnThreadPool_Click1"));
ThreadPool.QueueUserWorkItem(o => this.DoSomethingLong("btnThreadPool_Click2"), "bingle");
执行结果:
不要阻塞线程池里面的线程:
程序卡在这里了,因为,线程池里面就只有八个线程,现在有8个线程都在等,这就形成了死锁,程序就卡在这。所以不要阻塞线程池里面的线程。
篇幅有点多,下面一篇笔记介绍.NET Framework4.5出来的Task,以及async和await
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