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C#多线程编程
一、使用线程的理由
1、可以使用线程将代码同其他代码隔离，提高应用程序的可靠性。
2、可以使用线程来简化编码。
3、可以使用线程来实现并发执行。
二、基本知识
1、进程与线程：进程作为操作系统执行程序的基本单位，拥有应用程序的资源，进程包含线程，进程的资源被线程共享，线程不拥有资源。
2、前台线程和后台线程：通过Thread类新建线程默认为前台线程。当所有前台线程关闭时，所有的后台线程也会被直接终止，不会抛出异常。
3、挂起（Suspend）和唤醒（Resume）：由于线程的执行顺序和程序的执行情况不可预知，所以使用挂起和唤醒容易发生死锁的情况，在实际应用中应该尽量少用。
4、阻塞线程：Join，阻塞调用线程，直到该线程终止。
5、终止线程：Abort：抛出 ThreadAbortException 异常让线程终止，终止后的线程不可唤醒。Interrupt：抛出 ThreadInterruptException 异常让线程终止，通过捕获异常可以继续执行。
6、线程优先级：AboveNormal BelowNormal Highest Lowest Normal，默认为Normal。
三、线程的使用
线程函数通过委托传递，可以不带参数，也可以带参数（只能有一个参数），可以用一个类或结构体封装参数。
namespace Test
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Thread t1 = new Thread(new ThreadStart(TestMethod));
Thread t2 = new Thread(new ParameterizedThreadStart(TestMethod));
t1.IsBackground = true;
t2.IsBackground = true;
t1.Start();
t2.Start("hello");
Console.ReadKey();
}
public static void TestMethod()
{
Console.WriteLine("不带参数的线程函数");
}
public static void TestMethod(object data)
{
string datastr = data as string;
Console.WriteLine("带参数的线程函数，参数为：{0}", datastr);
}
}
}
四、线程池
由于线程的创建和销毁需要耗费一定的开销，过多的使用线程会造成内存资源的浪费，出于对性能的考虑，于是引入了线程池的概念。线程池维护一个请求队 列，线程池的代码从队列提取任务，然后委派给线程池的一个线程执行，线程执行完不会被立即销毁，这样既可以在后台执行任务，又可以减少线程创建和销毁所带 来的开销。
线程池线程默认为后台线程（IsBackground）。
namespace Test
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//将工作项加入到线程池队列中，这里可以传递一个线程参数
ThreadPool.QueueUserWorkItem(TestMethod, "Hello");
Console.ReadKey();
}
public static void TestMethod(object data)
{
string datastr = data as string;
Console.WriteLine(datastr);
}
}
}
五、Task类
使用ThreadPool的QueueUserWorkItem()方法发起一次异步的线程执行很简单，但是该方法最大的问题是没有一个内建的机制 让你知道操作什么时候完成，有没有一个内建的机制在操作完成后获得一个返回值。为此，可以使用System.Threading.Tasks中的Task 类。
构造一个Task<TResult>对象，并为泛型TResult参数传递一个操作的返回类型。
namespace Test
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Task<Int32> t = new Task<Int32>(n => Sum((Int32)n), 1000);
t.Start();
t.Wait();
Console.WriteLine(t.Result);
Console.ReadKey();
}
private static Int32 Sum(Int32 n)
{
Int32 sum = 0;
for (; n > 0; --n)
checked{ sum += n;} //结果太大，抛出异常
return sum;
}
}
}
一个任务完成时，自动启动一个新任务。
一个任务完成后，它可以启动另一个任务，下面重写了前面的代码，不阻塞任何线程。
namespace Test
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Task<Int32> t = new Task<Int32>(n => Sum((Int32)n), 1000);
t.Start();
//t.Wait();
Task cwt = t.ContinueWith(task => Console.WriteLine("The result is {0}",t.Result));
Console.ReadKey();
}
private static Int32 Sum(Int32 n)
{
Int32 sum = 0;
for (; n > 0; --n)
checked{ sum += n;} //结果溢出，抛出异常
return sum;
}
}
}
六、委托异步执行
委托的异步调用：BeginInvoke() 和 EndInvoke()
namespace Test
{
public delegate string MyDelegate(object data);
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
MyDelegate mydelegate = new MyDelegate(TestMethod);
IAsyncResult result = mydelegate.BeginInvoke("Thread Param", TestCallback, "Callback Param");
//异步执行完成
string resultstr = mydelegate.EndInvoke(result);
}
//线程函数
public static string TestMethod(object data)
{
string datastr = data as string;
return datastr;
}
//异步回调函数
public static void TestCallback(IAsyncResult data)
{
Console.WriteLine(data.AsyncState);
}
}
}
七、线程同步
1）原子操作（Interlocked）：所有方法都是执行一次原子读取或一次写入操作。
2）lock()语句：避免锁定public类型，否则实例将超出代码控制的范围，定义private对象来锁定。
3）Monitor实现线程同步
通过Monitor.Enter() 和 Monitor.Exit()实现排它锁的获取和释放，获取之后独占资源，不允许其他线程访问。
还有一个TryEnter方法，请求不到资源时不会阻塞等待，可以设置超时时间，获取不到直接返回false。
4）ReaderWriterLock
当对资源操作读多写少的时候，为了提高资源的利用率，让读操作锁为共享锁，多个线程可以并发读取资源，而写操作为独占锁，只允许一个线程操作。
5）事件（Event）类实现同步
事件类有两种状态，终止状态和非终止状态，终止状态时调用WaitOne可以请求成功，通过Set将时间状态设置为终止状态。
1）AutoResetEvent（自动重置事件）
2）ManualResetEvent（手动重置事件）
6）信号量（Semaphore）
信号量是由内核对象维护的int变量，为0时，线程阻塞，大于0时解除阻塞，当一个信号量上的等待线程解除阻塞后，信号量计数+1。
线程通过WaitOne将信号量减1，通过Release将信号量加1，使用很简单。
7）互斥体（Mutex）
独占资源，用法与Semaphore相似。
8）跨进程间的同步
通过设置同步对象的名称就可以实现系统级的同步，不同应用程序通过同步对象的名称识别不同同步对象。