C#編程 線程，任務和同步(1) 基礎認識

線程

對於全部須要等待的操做，例如移動文件，數據庫和網絡訪問都須要必定的時間，此時就能夠啓動一個新的線程，同時完成其餘任務。一個進程的多個線程能夠同時運行在不一樣的CPU上或多核CPU的不一樣內核上。

線程是程序中獨立的指令流。在VS編輯器中輸入代碼的時候，系統會分析代碼，用下劃線標註遺漏的分號和其餘語法錯誤，這就是用一個後臺線程完成。Word文檔須要一個線程等待用戶輸入，另外一個線程進行後臺搜索，第三個線程將寫入的數據存儲在臨時文件中。運行在服務器上的應用程序中等待客戶請求的線程成爲偵聽器線程。

進程包含資源，如Window句柄，文件系統句柄或其餘內核對象。每一個進程都分配的虛擬內存。一個進程至少包含一個線程。

一個應用程序啓動，通常會啓動一個進程，而後進程啓動多個線程。

進程和線程的一個簡單解釋

1，計算機的核心是CPU，它承擔了全部的計算任務。它就像一座工廠，時刻在運行。

2，若是工廠的電力有限一次只能供給一個車間使用。也就是說一個車間開工的時候，其餘車間就必須停工。背後的含義就是。單個CPU一次只能運行一個任務。（多核CPU能夠運行多個任務）  

3，進程就比如工廠的車間，它表明CPU所能處理的單個任務。任一時刻，CPU老是運行一個進程，其餘進程處於非運行狀態。

4，一個車間裏，能夠有不少工人，他們協同完成一個任務。

5，線程就比如車間裏的工人。一個進程能夠包括多個線程。

6，車間的控件是工人們共享的，好比許多房間是每一個工人均可以進出的。這象徵一個進程的內存空間是共享的，每一個線程均可以使用這些共享空間。

7，進程就比如工廠的車間，它表明CPU所能處理的單個任務。任一時刻，CPU老是運行一個進程，其餘進程處於非運行狀態。

8，一個防止他人進入的簡單方法，就是門口加一把鎖（廁所）。先到的人鎖上門，後到的人看到上鎖，就在門口排隊，等鎖打開再進去。這就叫"互斥鎖"（Mutual exclusion，縮寫 Mutex），防止多個線程同時讀寫某一塊內存區域。

9，還有些房間，能夠同時容納n我的，好比廚房。也就是說，若是人數大於n，多出來的人只能在外面等着。這比如某些內存區域，只能供給固定數目的線程使用。

10，這時的解決方法，就是在門口掛n把鑰匙。進去的人就取一把鑰匙，出來時再把鑰匙掛回原處。後到的人發現鑰匙架空了，就知道必須在門口排隊等着了。這種作法叫作"信號量"（Semaphore），用來保證多個線程不會互相沖突。 不難看出，mutex是semaphore的一種特殊狀況（n=1時）。也就是說，徹底能夠用後者替代前者。可是，由於mutex較爲簡單，且效率高，因此在必須保證資源獨佔的狀況下，仍是採用這種設計。

11，操做系統的設計，所以能夠歸結爲三點：

（1）以多進程形式，容許多個任務同時運行；

（2）以多線程形式，容許單個任務分紅不一樣的部分運行；

（3）提供協調機制，一方面防止進程之間和線程之間產生衝突，另外一方面容許進程之間和線程之間共享資源。

 

後臺線程和前臺線程

只有一個前臺線程在運行，應用程序的進程就在運行，若是多個前臺線程在運行，可是Main方法結束了，應用程序的進程仍然是運行的，直到全部的前臺線程完成其任務爲止。

在默認狀況下，用Thread類建立的線程是前臺線程。線程池中的線程老是後臺線程。

在用Thread類建立線程的時候，能夠設置IsBackground屬性，表示它是一個前臺線程仍是一個後臺線程。

後臺線程用的地方：若是關閉Word應用程序，拼寫檢查器繼續運行就沒有意義了，在關閉應用程序的時候，拼寫檢查線程就能夠關閉。

當全部的前臺線程運行完畢，若是還有後臺線程運行的話，全部的後臺線程會被終止掉。

 

線程的優先級

線程有操做系統調度，一個CPU同一時間只能作一件事情（運行一個線程中的計算任務），當有不少線程須要CPU去執行的時候，線程調度器會根據線程的優先級去判斷先去執行哪個線程，若是優先級相同的話，就使用一個循環調度規則，逐個執行每一個線程。

在Thead類中，能夠設置Priority屬性，以影響線程的基本優先級 ,Priority屬性是一個ThreadPriority枚舉定義的一個值。定義的級別有Highest ,AboveNormal,BelowNormal 和 Lowest。

 

控制線程

1,獲取線程的狀態（Running仍是Unstarted,,,），當咱們經過調用Thread對象的Start方法，能夠建立線程，可是調用了Start方法以後，新線程不是立刻進入Running狀態，而是出於Unstarted狀態，只有當操做系統的線程調度器選擇了要運行的線程，這個線程的狀態纔會修改成Running狀態。咱們使用Thread.Sleep()方法可讓當前線程休眠進入WaitSleepJoin狀態。

2,使用Thread對象的Abort()方法能夠中止線程。調用這個方法，會在終止要終止的線程中拋出一個ThreadAbortException類型的異常，咱們能夠try catch這個異常，而後在線程結束前作一些清理的工做。

3,若是須要等待線程的結束，能夠調用Thread對象的Join方法，表示把Thread加入進來，中止當前線程，並把它設置爲WaitSleepJoin狀態，直到加入的線程完成爲止。