C# 线程同步与线程池 浅析

 C# 线程同步与线程池

 示例很简单，准备5个线程，每个线程同时向控制台输出数字，然后观察输出结果。

代码说明：

////线程列表

private static List<Thread> _threadList;
 
 
        static voidMain(string[] args)
        {
            Program._threadList= new List<Thread>();
            ////附加5个线程
            for (inti = 0; i < 5; i++)
            {
                Program.AppendThread();
            }
 
            ////开始执行所有测试线程
            Program.ExecuteThread();
 
            ////按任意键退出
            Console.ReadLine();
        }
 
        /// <summary>
        /// 将新的测试线程附加到测试线程列表，线程执行逻辑就是输出10个数字
/// 注意初始化的时候设置为后台线程了，这样可以保证主线程退出的时候其他线/// 程自动退出
        /// </summary>
        public staticvoid AppendThread()
        {
            Program._threadList.Add(newThread(new ThreadStart(
                () =>
                {
                   for (int i = 0; i < 10; i++)
                   {
                       Console.WriteLine(i);
                   }
                })){ IsBackground = true });
        }
 
        /// <summary>
        /// 开始执行所有测试线程
        /// </summary>
        public staticvoid ExecuteThread()
        {
            foreach(Thread t in _threadList)
            {
                t.Start();
            }
        }

观察执行结果，我们可以看到结果如下：

根据结果(数字的输出是不规律的)可知，线程之间发生了干扰。策略就是，加一个同步成员来进行线程同步：

   /// <summary>
        /// 多线程同步的对象
        /// </summary>
        private static object _syncObj = new object();
另外，在线程执行的地方加锁：
Program._threadList.Add(newThread(new ThreadStart(
                () =>
                {
                    lock (_syncObj)
                    {
                        for (int i = 0; i < 10;i++)
                        {
                            Console.WriteLine(i);
                        }
                    }
 
                })) { IsBackground = true });

观察结果：

可以看到通过Lock关键字，对一个多线程同步的变量加锁的确可以使得线程同步。

现在看一下第二种方式：

使用monitor关键字进行同步，代码：

Monitor.Enter(_syncObj);
                   try
                   {
                       for (int i = 0; i < 10; i++)
                       {
                            Console.WriteLine(i);
                       }
                   }
                   finally {
                       Monitor.Exit(_syncObj);
                   }

查看结果，会发现线程已经同步了。

第三种方式：

现在让我们重构一下代码，新建一个ThreadManager的类，把类的职责都搬进去：

class ThreadManager
    {
        /// <summary>
        /// 线程列表
        /// </summary>
        private staticList<Thread> _threadList;
 
        staticThreadManager()
        {
           _threadList = new List<Thread>();
        }
 
        /// <summary>
        /// 附加新线程
        /// </summary>
        public staticvoid AppendThread()
        {
            ThreadManager._threadList.Add(newThread(new ThreadStart(
                () =>
                {
                   for (int i = 0; i < 10; i++)
                   {
                       Console.WriteLine(i);
                   }
 
                })){ IsBackground = true });
        }
 
        /// <summary>
        /// 开始执行所有线程
        /// </summary>
        public staticvoid ExecuteThread()
        {
            foreach(Thread t in _threadList)
            {
                t.Start();
            }
        }
    }

Main函数调用的代码做相应的改变：

static voidMain(string[] args)
        {
            ////附加5个线程
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                ThreadManager.AppendThread();
            }
 
            ////开始测试
            ThreadManager.ExecuteThread();
 
            ////按任意键继续
            Console.ReadLine();
        }

由于没有对线程同步做任何处理，结果肯定可以猜到，线程是不同步的：

现在对ThreadManager这个类加上特性：[Synchronization]，再次运行之，发现线程同步了，这就是线程同步的第四种方案，用起来很简单，但是首先它要求执行逻辑都放在一个类中，由于它可以确保这个类中的所有方法都是线程安全的，因此它的性能相对低效。

线程同步还有方法吗？答案是肯定的，那就是第四种方法—线程池。

现在来看一下如何用线程池来实现：

  static void Main(string[]args)
        {
/////定义一个waitCallback对象，并定义它的行为，就是向控制台输出十个数字同时可以传递/////一个参数(这个参数是可选的)
                       WaitCallback work = new WaitCallback((o)=>
            {
                for(int i = 0; i < 10; i++)
                {
                   Console.WriteLine(i);
                }
            });
 
            ////执行5次
            for (inti = 0; i < 5; i++)
            {
/////如果这里需要传递参数，可以调用另一个重载方法
                ThreadPool.QueueUserWorkItem(work);
            }
 
            ////按任意键继续
            Console.ReadLine();
        }

这样就完成了刚刚的逻辑吗？是的，运行之后我们可以看到结果，线程是同步的。

多线程还带来了哪些好处？

•   线程池减少了线程创建、开始和停止的次数，从而提高了效率；

•   使用线程池，能够使我们将注意力放到业务逻辑上而不是多线程架构上（然而在某些情况应优先使用手工线程管理）

•   如果需要前台线程或者设置优先级别，或者线程池中的线程总是后台线程，且他的优先级是默认的；

•   如果需要一个带有固定标识的线程便于退出，挂起或通过名字发现它。

 

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