20181103_C#线程初探, BeginInvoke_EndInvoke

在C#中学习多线程之前, 必须要深刻的理解委托; 基本上所有的多线程都在靠委托来完成

一.   进程和线程:

　　a) 进程和线程都是计算机的概念, 跟程序语言没有任何关系

　　b) 进程和线程都属于计算机操作系统自身控制和调度, 程序语言只有使用的份, 最终的控制权还是得操作系统说了算, 程序语言最多有提醒功能, 比如叫线程休眠/挂起/终止, 　　　至于操作系统听不听, 做不做, 什么时候做, 那是操作系统高兴不高兴的事.

　　c)  在任务管理器中, 下图每一个都是一个进程

d) 在任务管理器中, 性能中可以看到线程:

 

　　e)进程: 一个程序运行时, 占用计算机所有资源的总和; (CPU/内存/磁盘/GPU/IO)

　　f) 线程: 程序执行流的最小单位, 任何操作的执行都是由线程完成的, 线程是依托于进程存在的, 一个进程可以包含多个线程, 线程也可以有自己的计算资源

　　g)多线程: 多个执行流同时执行

二.   同步异步多线程:

　　a)同步和异步都是对方法的描述

　　　　i. 同步:

1. 1. 　在一个方法体内一步一步的按照代码编写的顺序(分支/循环)来依次执行;
   2. 　同步方法卡界面，主(UI)线程忙于计算
   3. 　同步方法慢，只有一个线程干活
   4. 　action.Invoke();→属于同步调用

 ii.异步:

1. 不会等待方法的完成，会直接进入下一行  非阻塞;
2. 异步多线程方法不卡界面，主线程完事儿了，计算任务交给子线程在做；
3. 异步多线程方法快，因为多个线程并发运算
4. 应用: winform提升用户体验；web一个业务操作后要发邮件，异步发送邮件 ;  action.BeginInvoke()→属于异步调用

 iii.  多线程, 启动无序, 执行时间不确定, 结束无序

三.   同步异步和多线程:

a) 同步异步是方法执行的概念

b) 线程/进程属于计算机概念

四.   示例和代码:

所有演示都用到的DoSomething方法代码如下:

/// <summary>
        /// 一个比较耗时耗资源的私有方法
        /// </summary>
        /// <param name="name"></param>
        private void DoSomethingLong(string name)
        {
            Console.WriteLine($"****************DoSomethingLong {name} Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");
            long lResult = 0;
            for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
            {
                lResult += i;
            } 

            Console.WriteLine($"****************DoSomethingLong {name}   End {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")} {lResult}***************");
        }

a) BeginInvoke属于异步调用, 当任务完成之后, 使用当前的线程调用CallBack指定的动作;   再说一遍: BeginInvoke是当 当前线程 完成 后, 再用当前的线程来执行callback的任务; 下面代码演示

Action<string> action = this.DoSomethingLong;

            IAsyncResult asyncResult = null;
            //异步回调
            AsyncCallback callback = ia =>
            {
                //Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(asyncResult, ia)); //true
                //Console.WriteLine(ia.AsyncState); //ia.AsyncState  这个值就是传递过来的hao; 可以看做是参数
                //Console.WriteLine($"到这里计算已经完成了。{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}。");
            };
            //对于BeginInvoke的理解: 相当于.net框架为我们做了一个小封装, 当使用BeginInvoke的时候, .net框架从线程池, 拿一个线程出来执行beginInvoke, 当beginInvoke执行完成之后,　　　　　　  //产生一个变量(asyncResult), 作为一个结果来描述这个线程, 然后这个变量又会作为一个参数来调用callback并执行, 所以当你使用object.ReferenceEquals(asyncResult, ia)发现结果是个true

	    //后面这个hao, 表示状态参数, 也就是说如果要在回调的时候使用某些信息, 则可以通过这个参数进行传递

　　　　　　　　//"btnAsyncAdvanced_Click" 是传递给调用者的参数; 比如 Action<string> a = DoRunData;  a.BeginInvoke("abc", null, a);那么

　　　　　　　 // DorunData(string s); 这个函数在被调用时, 参数的值就是 abc

asyncResult = action.BeginInvoke("btnAsyncAdvanced_Click", callback, "hao"); Console.WriteLine($"到这里计算已经完成了。{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}。");

b) 启动多线程去并行计算, 但是主线程又得真的等待到主线程把事情做完之后, 才能返回计算结果, 进行后续的执行, 下面代码演示使用asyncResult.IsCompleted完成等待:

 IAsyncResult asyncResult = null;
            //异步回调
            AsyncCallback callback = ia =>
            { 
Console.WriteLine($"到这里计算已经完成了。{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}。");
            }; 
            asyncResult = action.BeginInvoke("btnAsyncAdvanced_Click", callback, "hao");

            Console.WriteLine($"到这里计算已经完成了。{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}。");

            int i = 0; //IsCompleted判断异步操作是否完成
            while (!asyncResult.IsCompleted)//1 卡界面：主线程忙于等待
            {   //可以等待，边等待边做其他操作 ; 做一点用户提示
                //可能最多200ms的延迟
                if (i < 10)
                {
                    Console.WriteLine($"文件上传完成{i++ * 10}%..");//File.ReadSize
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine($"文件上传完成99.9%..");
                }
                Thread.Sleep(200);
            }
            Console.WriteLine($"上传成功了。。。..");

c)下面的代码演示使用asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(1000);进行等待

 Action<string> action = this.DoSomethingLong;
            IAsyncResult asyncResult = null;
            //异步回调
            AsyncCallback callback = ia =>
            {
                 Console.WriteLine("我在callback里. . .");
            }; 
            asyncResult = action.BeginInvoke("btnAsyncAdvanced_Click", callback, "hao"); 

            Thread.Sleep(300);
            Console.WriteLine("执行其他的代码. . .");
            Console.WriteLine("执行其他的代码. . .");
            Console.WriteLine("执行其他的代码. . .");

            asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne();//等待任务的完成 ; 上面的方式查看状态的等待事件是否完成, 这种方式是通过信号量来实现的
            asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(-1);//等待任务的完成; -1这个参数和不传递参数是一样的, 不传递参数也表示一直等待, 传递-1也表示一直等待
            asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(1000);//限时等待；但是最多等待1000ms; 比如调用远程接口, 超过什么时间就不再等待

d)下面的代码演示使用EndInvoke来等待, 并获取返回值; 在用BeginInvoke异步调用方法时, EndInvoke方法会一直阻塞，等待被调用的方法执行完毕.

   Func<int> func = () =>
                {
                    Thread.Sleep(2000);
                    return DateTime.Now.Day;
                };
                Console.WriteLine($"func.Invoke()={func.Invoke()}");

                IAsyncResult asyncResult1 = func.BeginInvoke(r =>
                {
                    func.EndInvoke(r); //通常来讲, EndInvoke会写在BeginInvoke的里面, 表示只调用一次; 另外注意: EndInvoke只能调用一次. 这一行和下面一行只能存在一个
                    Console.WriteLine(r.AsyncState);
                }, "孙悟空");
//Console.WriteLine($"func.EndInvoke(asyncResult)={func.EndInvoke(asyncResult1)}");

e) 三种线程等待方式的总结:

//1. asyncResult.IsCompleted 可以边等待, 边做其他的事情
//2. asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(1000); 可以做限时等待
//3. action.EndInvoke(asyncResult)可以做返回值等待