探祕System.Threading序列 - 第一篇：從Thread的執行緒單元狀態ApartmentState說起

System.Threading名稱空間是.Net多執行緒程式設計的基礎。對於多執行緒程式設計在實際工作中一直用的不多，所以瞭解也就不多。儘管如此，隨著多核，多個cpu的出現，大計算量的需要，多執行緒將越來越受關注。所以打算寫個系列部落格，以便更多的瞭解學習多執行緒的知識。聽說.Net4.0中有一個更方便多執行緒的類庫，可惜還沒真的見識過，先熟悉System.Threading就當“溫故而知新”了

第一篇：從Thread的執行緒單元狀態ApartmentState說起

ApartmentState是一個列舉變數，用來設定執行緒的單元狀態（單元狀態的ApartmentState的中文msdn翻譯，這個翻譯很水，我不能從這四個漢字中確切的瞭解英文ApartmentState要表達的意思）。ApartmentState有三個列舉值，分別為STA：表示Thread將被建立並進入一個單執行緒單元，我猜想STA應該是Single Thread Apartment的首字母簡拼；MTA：表示Thread將被建立並進入一個多執行緒單元，還有一個是Unknown，表示沒有設定執行緒的單元狀態。我在以前使用Thread的時候，從來沒有設定過執行緒的單元狀態，今天要做個試驗把這三種狀態搞清楚。

使用新new 一個Thread例項之後可以使用SetAppartmentState方法設定執行緒的單元狀態，每個執行緒只可以設定一次，若再次設定會拋異常，若不知道是否設定了單元狀態可以使用Thread類提供的TrySetApartmentState方法來設定；不設定時其執行緒單元在控制檯應用程式中預設是MTA。

試驗思路：
1. 使用new 3個Thread的例項，什麼都不執行，看兩種不同的AppartmentState的Thread的執行順序如何
2. 同樣new 3個Thread例項，執行一段計算程式碼，看兩種不同的AppartmentState執行完全部計算耗時情況

具體的實驗程式碼如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Diagnostics;
using System.Collections;

namespace MutiThread
{
    class Program
    {
        static Stopwatch swAll;
        static Random r = new Random();
        static Hashtable hashTable;
        

        static void Main(string[] args)
        {
            Start3Thread(ApartmentState.STA);

            Console.ReadLine();
        }

        static void Start3Thread(ApartmentState appartmentState)
        {
            int threadCn = 3;
            hashTable = new Hashtable();
            swAll = new Stopwatch();
            swAll.Start();

            do
            {
                StartThread(appartmentState);
                threadCn--;
            } while (threadCn > 0);
        }

        static void StartThread(ApartmentState appartmentState)
        {
            Thread t1 = new Thread(new ThreadStart(CalcSomething));

            //Thread t1 = new Thread(new ThreadStart(DoNothing));
            hashTable.Add(t1.ManagedThreadId, false);
            t1.SetApartmentState(appartmentState);
            t1.Start();
        }



        static void CalcSomething()
        {
            Stopwatch sw = new Stopwatch();
            sw.Start();
            int[] arr = new int[1000];
            for (int i = 0; i < arr.Length; i++)
            {
                arr[i] = r.Next(1000);
            }
            //Console.WriteLine("執行緒" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId
            //        + "的單元狀態是:" + Thread.CurrentThread.GetApartmentState()
            //        + "；執行緒狀態：" + Thread.CurrentThread.ThreadState
            //        + "；耗時：" + sw.ElapsedTicks);
            hashTable[Thread.CurrentThread.ManagedThreadId] = true;
            
            if (hashTable.Count == 3)
            {
                bool allFinish = true;
                foreach (object key in hashTable.Keys)
                {
                    allFinish = allFinish && (bool)hashTable[key];
                }
                if (allFinish)
                {
                    swAll.Stop();
                    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.GetApartmentState().ToString() + "總耗時：" + swAll.ElapsedTicks);
                    if (Thread.CurrentThread.GetApartmentState() == ApartmentState.STA)
                    {
                        hashTable.Clear();
                        swAll.Reset();
                        swAll.Start();
                        Start3Thread(ApartmentState.MTA);
                    }
                }
            }
        }

        static void DoNothing()
        {
            int times = 3;
            do
            {
                Console.WriteLine("執行緒" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId
                    + "的單元狀態是:" + Thread.CurrentThread.GetApartmentState()
                    + "；執行緒狀態：" + Thread.CurrentThread.ThreadState);
                times--;
            } while (times > 0);
        }
    }
}

實驗的結果是：
1. AppartmentState為STA或者MTA時的執行順序都是不定的，每一次執行都可能不同，也就是說順序上無法說明兩種的區別。
2. 兩種不同的ApartmentState的執行效率上是有區別的，單執行緒單元狀態模式所耗時間明顯多於多執行緒單元模式狀態
3. 在不設定執行緒的AppartmentState時，預設值是MTA，也就是多執行緒模式的

我的測試CPU是單CPU的，具體如下：
Intel(R)Pentium(R)4CPU
3.00GHz
2.99GHz,1.99GB的記憶體