[深入學習C#]C#實現多執行緒的方法：執行緒(Thread類)和執行緒池(ThreadPool)

簡介

　　使用執行緒的主要原因：應用程式中一些操作需要消耗一定的時間，比如對檔案、資料庫、網路的訪問等等，而我們不希望使用者一直等待到操作結束，而是在此同時可以進行一些其他的操作。
　　這就可以使用執行緒來實現。
　　本文主要介紹關於Thread和ThreadPool的基礎知識。

Thread類

　　基本用法

　　使用Thread類可以建立和控制執行緒，在下面的示例程式碼中，Thread類的建構函式過載為接受ThreadStart和ParameterizedThreadStart型別的委託引數。ThreadStart委託定義了一個返回型別為void的無引數方法，在建立Thread物件後，就可以用Start()方法啟動執行緒。

using System;
using System.Threading;

namespace ThreadDemo
{
    class Program
    {
        static void Main()
        {
            var t1 = new Thread(ThreadMain);
            t1.Start();
            Console.WriteLine("This is the main thread.");
        }
        static void ThreadMain()
        {
            Console.WriteLine("Running in a thread.");
        }
    }
}

　　程式執行結果，得到兩個執行緒的輸出:
　　This is the main thread.
　　Running in a thread.
　　我們知道，我們並不能保證那個結果先輸出，這由作業系統排程決定。

　　在前文中，我們探討了將Lambda表示式和非同步委託結合使用，這裡我們也使用Lambda表示式與來給Thread類建構函式傳遞引數：
　　

using System.Threading;

namespace ThreadDemo
{
    class Program
    {
        static void Main()
        {
            var t1 = new Thread(()=>Console.WriteLine("Running in a thread, id : {0}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId));
            t1.Start();
            Console.WriteLine("This is the main thread, id : {0}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        }
    }
}

　　在應用程式的輸出中，我們可以看到執行緒id，當然，每次執行的結果不一定一樣，因為系統每次分配的執行緒是獨立的。
　　This is the main thread, id : 1.
　　Running in a thread, id : 3.

　　給執行緒傳遞資料

　　前面的例子中，我們開啟的新執行緒只是執行了一個簡單的輸出指令，並沒有執行緒中的方法賦予引數。現在我們來探討如何給執行緒傳遞引數，也就是傳遞資料。
　　一種方式是使用帶ParameterizedThreadStart委託引數的Thread建構函式；
　　另一種方法是將自定義的方法傳遞給執行緒，然後啟動執行緒。
　　
　　● 方法一：使用ParameterizedThreadStart委託。
　　該委託的例項方法必須帶有一個object引數，而且返回型別為void。
　　假設該委託例項方法如下：

static void ThreadMainWithParameters(object o)
{
    ...
    ...
}

　　那麼我可以這樣開啟執行緒：

var o = new object();
var t1 = new Thread(ThreadMainWithParameters);
t1.Start(o);

　　● 方法二：使用自定義方法。
　　假設我們有一個MyThread類，該類有一個方法ThreaMain()：

public class MyThread
{
    ...
    ...
    public void ThreadMain()
    {
        ...
        ...
    }
    ...
    ...
}

　　開啟執行緒方法如下：　

var o = new MyThread();
var t1 =new Thread(o.ThreadMain);
t1.Start();

執行緒池

　　我們知道，執行緒的建立需要時間。 如果有不同的小任務要完成，我們就可以事先建立許多執行緒， 在應完成這些任務時發出請求。 這個執行緒數最好在需要更多的執行緒時增加,在需要釋放資源時減少。
　　這些執行緒就是放線上程池中，C#為我們提供了一個管理執行緒池的類：ThreadPool。
　　它會在需要的時候增減執行緒池中的執行緒數，如果執行緒池中執行緒數到達上限，新的作業就需要排隊等待其他執行緒完成其任務。
　　
　　下面的示例應用程式首先要讀取工作執行緒和 I/O執行緒的最大執行緒數，把這些資訊寫入控制檯中。接著在for迴圈中，呼叫 ThreadPool.QueueUserWorkItem()方法,傳遞一個WaitCallBack型別的委託，把 JobForThread()方法賦予執行緒池中的執行緒。執行緒池收到這個請求後,就會從池中選擇一個執行緒，來呼叫該方法。 如果執行緒池還沒有執行，就會建立一個執行緒池，並啟動第一個執行緒。 如果執行緒池己經在執行，且有一個空閒執行緒來完成該任務，就把該作業傳遞給這個執行緒。
　　

using System;
using System.Threading;

namespace ThreadDemo
{
    class program
    {
        static void Main()
        {
            int nWorkThreads;
            int nCompletionPortThreads;
            ThreadPool.GetMaxThreads(out nWorkThreads, out nCompletionPortThreads);
            Console.WriteLine("Max worker threads: {0}, I/O completion threads: {1}",nWorkThreads, nCompletionProtThreads);
            for(int i = 0; i < 5; i++)
            {
                ThreadPool.QueueUserWorkItem(JobForAThread);
            }
            Thread.Sleep(3000);
        }

        static void JobForAThread(object state)
        {
            for(int i = 0; i < 3; i++)
            {
                Console.WriteLine("loop {0}, running inside pooled thread {1}", i, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Thread.Sleep(50);
            }
        }
    }
}

　　讀者執行該程式的結果可能與此不同,也可以改變作業的睡眠時間和要處理的作業數,得到完全不同的結果。
　　

　　執行緒池使用起來很簡單,但它有一些限制 :
　　● 執行緒池中的所有執行緒都是後臺執行緒 。 如果程式的所有前臺執行緒都結束了,所有的後臺執行緒就會停止。 不能把入池的執行緒改為前臺執行緒 。
　　● 不能給入池的執行緒設定優先順序或名稱。
　　● 對於 COM對 象,入池的所有執行緒都是多執行緒單元(multit-threaded apartment , MTA)執行緒。 許 COM物件都需要單執行緒單元(single-threaded apartment , STA)線 程。
　　● 入池的執行緒只能用於時間較短的任務。 如果執行緒要一直執行(如Word的拼寫檢查器執行緒),就應使用Thread類建立一個執行緒。