C#高级 01.Net多线程

一.基本概念

1.什么是线程？

• 线程是操作系统中能独立运行的最小单位，也是程序中能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，这些线程共享进程资源
• 进程有线程入口，也可以创建更多的线程
  2.为什么要有多线程？
• 批量重复任务希望同时进行（重复访问数组中的元素）
• 多个不同任务希望同时进行，互不打扰（多个线程需要做轮询操作）
  3.什么是线程池？
• 一组预设创建的线程，可以被重复使用来执行多个任务
• 避免频繁的创建和销毁线程，减少线程创建和销毁开销，提高系统性能和效率
• 异步编程默认使用线程池
  4.什么是线程安全？
• 线程安全：多个线程访问共享资源时，对共享资源的访问会导致数据不一致或者不可预期的结果。
• 同步机制：用于协调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问题
• 原子操作：执行过程中不会被中断的操作，只能完全执行和完全不执行，不存在中间状态；多线程环境下，原子操作能保证数据的一致性和可靠性。
  5.实现方式
• 线程：thread
• 线程池：threadpool
• 异步编程： async await
• 自带方法： Parallel（For、Foreach、Invoke）PLINQ(AsParallel、AsSequential、AsOrdered)

二：线程池

1.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（Deamon = true）
• 调用Thread.Start方法
  2.线程终止
• 调用Thread.Join方法,等待线程结束
• 调用Thread.Interrupt方法，终端线程执行
  3.线程的挂起与恢复
• thread.Suspend以及Thread.Resume
• 较新版本.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、信号灯方式实现这一逻辑

三：线程安全与同步机制 Thread-Safety

• 原子操作
• 锁与信号量
  lock & Monitor
  Mutex
  Semaphore
  WaitHandle
  ManualResetEvent
  AutoResetEvent
  ReaderWriterLock
• 轻量级
  SemaphoreSlim
  ManualResetEventSlim
  ReaderWriterLockSlim
• 不要自己造轮子
  线程安全的单例：Lazy
  线程安全的集合类型：ConcurrentBag、ConcurrentStack、ConcurrentQueue、ConcurrentDictionary
  阻塞集合：BlockingCollection
  通道：Channel
  原子操作：Interlocked
  周期任务：PeriodicTimer