多线程（一）

异步与多线程 

1.异步和多线程概述

　　计算机层面，我们对线程的概念并不陌生，我们打开任务管理器就能看到各种各样的进程，如下图所示

　　我们电脑运行的程序我们都能看成一个进程。

　　一个程序在运行时使用的全部的计算机资源的合集成为进程。例如我们的QQ音乐就是一个进程。

　　同样，我们在任务管理器里面也能看不线程情况，如下图所示

 

　　一个程序在响应一个操作是，使用的全部计算机资源合集称为线程。比如我们QQ音乐可以拖动（拖动对应一个线程）、听歌（也对应一个线程）

 　　那么进程和线程有什么关系呢？线程属于进程，一个进程包含多个线程，线程是计算机执行流的最小单位。

　　在程序代码中，我们经常会听到多线程和异步，多线程和异步又是怎样的呢？

　　我们先来看下同步和异步的定义。

　　同步：发起调用后，要完成当前动作才能进行下一个动作。

　　异步：发起调用后，直接进去下一个动作调用，不阻塞，当前动作可以和后续动作并行运行，完成后通知（回调方法）

　　

2.多线程使用

　　在我们的程序开发中，多线程的使用十分广泛。在winform中，上传文件、提交操作、多线程防止界面卡死等。在web开发中，用户控制发邮件/短信等。

　　注意，我们web开发中的ajax方法不是C#的异步，是HTTP请求的异步，发起请求后，可以继续往下执行。

　　我们接下来实现一个打印功能，来具体看下同步和异步的执行情况

　　这是我们一个同步执行方法

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("----------btn_同步 start {0}----------", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                string name = string.Format("{0}_{1}", "btn_同步", i);
                print(name);
            }
            Console.WriteLine("----------btn_同步 end {0}----------",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Console.WriteLine();
            Console.ReadLine(); 
        }

这是我们的异步执行方法：

private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Console.WriteLine();
            Action<string> action = print;
            Console.WriteLine("----------btn_异步start {0}----------", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            for(int i=0;i<5;i++)
            {
                string name = string.Format("{0}_{1}","btn_异步",i);
                action.BeginInvoke(name,null,null);
            }
            Console.WriteLine("----------btn_异步end {0}----------", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Console.WriteLine();
            Console.ReadLine(); 
        }

这是我们的打印方法：

public void print(string name)
        {
            Console.WriteLine("线程{0}start {1}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,DateTime.Now.ToString("HHmmss:ff"));
            int result = 0;
            for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
            {
                result += 1;
            }
            Console.WriteLine("线程{0}end {1}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,DateTime.Now.ToString("HHmmss:ff"));
        }

运行程序的输出结果如下图所示：

　　从运行的结果可以看出，多线程执行的总耗时明显比同步执行的少。由此可以看出一定条件下，多线程能提升运行速度。我们理论上，异步执行这里添加了5个线程，理想情况下，异步的执行耗时应该为同步的5分之1.但事实并非如此。主要是因为：

　　1.计算机资源有限，并不是5个线程就是5倍的资源。

　　2.线程在进行调度的时候也会有时间上的损耗。

　　因此，同步方法在执行过程中，只有一个线程执行，速度较异步慢。同步占用的CPU资源少，异步占用的CPU资源多。所以多线程也不是越多越好。

3.异步和多线程的关系

　　异步是一种效果，不阻塞，能并行，完成后通知

　　多线程是一种手段，多个执行流去完成操作，以达到异步的效果。

　　在开发过程中，异步都是通过多线程来实现的。

　　异步也可以通过硬件层面来实现（DMP）

4.多线程使用注意事项

我们先来看下下面这两种情况能不能使用多线程。

　　1.一个数据库的查询非常耗时，能不能多线程优化下？答案：肯定不能。操作数据库查询任务不能拆分，不能使用多线程。

　　2.网站首页包含很多模块，数据接口、数据库查询，读取缓存等等，这种可以通过多线程优化吗？答案：可以的。因为各个模块之间可以拆分，能并行执行，所以可以使用多线程优化

多线程给我们带来方便的同时，也给我们带来了些问题。

从上图异步处理的过程中，我们可以看出，异步执行的顺序是乱的，每次执行的顺序可能都会有差别。因为多线程启动无序、运行无序、结束无序。线程来自操作系统，有自己的调度策略，无法掌控。所以我们在使用时可以控制线程的优先级。优先级的意义在于长期运行会拉开差距。

对于怎么控制线程的执行顺序，我准备下一节内容再介绍了。