C#进阶（多线程相关）

1。进程？

进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，【是系统进行资源分配的基本单位】，是操作系统结构的基础。在早期面向进程设计的计算机结构中，进程是程序的基本执行实体；在当代面向线程设计的计算机结构中，【进程是线程的容器】。程序是指令、数据及其组织形式的描述，进程是程序的实体。

概括：

进程是程序运行的环境。进程是线程的容器。一个进程可以包含多个线程。
进程是系统进行资源分配的基本单位，而线程是系统进行资源分配的最小单位（线程不能再分）。

A。Thread多线程对象：

实例化 ：Thread t1 = new Thread(两种委托)，没有参数委托；带传递参数委托

多线程管理(被开发者诟病) ：

启动：t1.Start(向线程传递的数据) ，

中止：t1.Abort() ，

挂起：t1.Suspend() ，

重启：t1.Resume()

多线程的状态： UnStarted未启动, Running运行中, Suspended已挂起, Aborted已中止, Stoped已停止, ...

多线程等待： t1.Join(毫秒数), Thread.Sleep(毫秒数)

B。Thread重要属性：

IsAlive 线程状态是否是存活。true存活

IsBackground 是否是后台线程。true后台

ThreadState 线程状态，比IsAlive范围大。

CurrentThread 当前执行的线程。

Name 线程名称

Priority 线程优先级

C。Thread重要方法：

new Thread(两种委托) 构造函数 ThreadStart和ParameterizedThreadStart

t.Start()启动

t.Abord()中止

t.Suspend()挂起

t.Resume()重新开始

t.Join(毫秒数)线程终止前，阻止调用线程

Thread.Sleep(毫秒数)线程休眠，延迟

Thread线程类缺点是不好用（不好控制），如果创建多个线程时，更不好管理。ThreadPool比Thread好一些，但也好不到那去。

线程锁：相对复杂

下载技术：HttpWebRequest（旧） WebRequest（旧）， HttpClient(新）,WebClient(新）。

窗体设计

Thread thread1 = null;
//启动
private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
{
    thread1 = new Thread(() =>
    {
        long n = Fibonacci(40);
        Console.WriteLine(n);
        Console.WriteLine("一个线程");
        Invoke(new Action(() => label1.Text = n.ToString()));
    });            
    Console.WriteLine("启动");
    Console.WriteLine(thread1.ThreadState);
    thread1.Start();
    Console.WriteLine(thread1.ThreadState);
}
//暂停
private void button6_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Console.WriteLine("暂停");
    Console.WriteLine(thread1.ThreadState);
    thread1?.Suspend();
    Console.WriteLine(thread1.ThreadState);
}
//重启
private void button5_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Console.WriteLine("重启");
    Console.WriteLine(thread1.ThreadState);
    thread1?.Resume();
    Console.WriteLine(thread1.ThreadState);

}
//停止
private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Console.WriteLine("停止");
    thread1.Abort();
}
//裴波那契数列
public static long Fibonacci(int n)
{
    if (n < 0)
        throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(n), "参数必须为非负整数");

    // 基准情况
    if (n == 0) return 0;
    if (n == 1) return 1;

    // 纯递归调用
    return Fibonacci(n - 1) + Fibonacci(n - 2);
}  

依次点击输出结果

2。线程？

线程（英语：Thread）是操作系统能够进行 【运算调度的最小单位】 。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。【一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流】，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。

概括：

线程是操作系统资源调度的最小单位。线程不能独立运行，必须包含在进程中。进程中可以包含多个线程。多线程执行时是并行（异步），无序的。

串行===>排队===>阻塞（同步） 并行===>无序===>非阻塞（异步）

线程之间要通讯。会有两种方案：同步和异步。

单个线程中能不能异步？可以

【多线程肯定是异步。异步不一定是多线程。】

多线程中有N个线程，但主线程只有一个，其他的线程都称为分线程。对于单线程程序来说，程序中只有一个线程，这个线程就是主线程。

3。多线程概念？优点及缺点？

多线程是指程序中包含多个执行流（线程），即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务，也就是说允许单个程序创建多个并行执行的线程来完成各自的任务。

概括：

多线程让程序同时运行多个线程，多个线程并行执行（执行时无顺序）

优点：

可以提高CPU的利用率。大大提高了程序的运行效率，用户体现好，粘性高。

缺点：

a.线程也是程序，所以线程运行需要占用计算机资源，线程越多占用资源也越多。（占内存多）

b.多线程需要协调和管理，所以需要CPU跟踪线程，消耗CPU资源。（占cpu多）

c.线程之间对共享资源的访问会相互影响，必须解决竞用共享资源的问题。（多线程存在资源共享问题 锁）

d.线程太多会导致控制太复杂，最终可能造成很多Bug。（管理麻烦，容易产生bug）

死锁：某个资源不能空闲。

4。线程池？

.NET Framework2.0时代，出现了一个线程池ThreadPool，是一种池化思想，如果需要使用线程，就可以直接到线程池中去获取直接使用，如果使用完毕，在自动的回放到线程池去；

C#锁推荐

窗体设计

关键代码

 private void btnOn_Click(object sender, EventArgs e)
 {
     //workerThreads,最大线程数。completionPortThreads,活动线程数。
     ThreadPool.GetAvailableThreads(out int workerThreads, out int completionPortThreads);
     Console.WriteLine(workerThreads);
     Console.WriteLine(completionPortThreads);
     Console.WriteLine("_____________________");
     ThreadPool.GetMaxThreads(out int workerThreads1, out int completionPortThreads1);
     Console.WriteLine(workerThreads1);
     Console.WriteLine(completionPortThreads1);
     Console.WriteLine("_____________________");
     ThreadPool.GetMinThreads(out int workerThreads2, out int completionPortThreads2);
     Console.WriteLine(workerThreads2);
     Console.WriteLine(completionPortThreads2);
     Console.WriteLine("_____________________");
     //ThreadPool线程池，主要把比较耗时的任务放到一个队列中。开发者不用手动管理线程池中的线程。线程池会帮我们自动管理。
     ThreadPool.QueueUserWorkItem((state) => { Console.WriteLine(state); }, "abc1");
     ThreadPool.QueueUserWorkItem((state) => { Console.WriteLine(state); }, "abc2");
     ThreadPool.QueueUserWorkItem((state) => { Console.WriteLine(state); }, "abc3");
 }

1点击结果

 private void btnWait_Click(object sender, EventArgs e)
 {
     //建议使用：Monitor（语法糖lock关键字）,Mutex（互斥锁）,Event,Semaphore代替Suspend和Resume
     ManualResetEvent resetEvent = new ManualResetEvent(false);
     ThreadPool.QueueUserWorkItem(o =>
     {
         //锁资源 lock(资源){}，当线程用完资源后，释放资源，资源才能被其他线程使用。
         //只有一个分线程时，不建议去锁资源。
         lock (o)
         {
             //分线程的代码是有序的，线程和其他线程的执行是无序的，想有序借助优先级。
             this.DoSomething(o.ToString());
             resetEvent.Set();//在分线程中通过ManualResetEvent类的Set方法，可以向主线程发送信号
         }
     }, "执行分线程");
     resetEvent.WaitOne();//阻塞当前线程，等待分线程的Set（）执行，才会继续执行
     Console.WriteLine("主线程执行完毕");
 }

2点击结果

 private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
 {
     ManualResetEvent resetEvent = new ManualResetEvent(false);
     ThreadPool.QueueUserWorkItem(data =>
     {
         int num = (int)data;
         long result = Fibonacci(num);
         Invoke(new Action(() =>
         {
             Console.WriteLine(result);
             label1.Text = result.ToString();
         }));
         resetEvent.Set();
     }, 40);
 }

3点击结果

  private void DoSomething(string v)
 {
     Thread.Sleep(10000);
     Console.WriteLine(v);
 }

 public static long Fibonacci(int n)
 {
     if (n < 0)
         throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(n), "参数必须为非负整数");

     // 基准情况
     if (n == 0) return 0;
     if (n == 1) return 1;

     // 纯递归调用
     return Fibonacci(n - 1) + Fibonacci(n - 2);
 }

概括：

.net 2.0出现线程池，线程池中可以存在多个线程，让线程池来自动管理（垃圾回收器GC和公共语言运行时CLR）。

好处：解决了部分Thread管理不便的问题，移除了无用的Thread API。提高线程运行性能。

重要API：QueueUserWorkItem(Callback,data)

5。Task任务？

Task在.net 4.0时出现，是在线程池基础上封装而来的，提供了对线程的延续，取消，等待，超时等方面功能。

6。取消任务？

CancellationTokenSource类，CancellationToken结构

CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();

cts.Cancel()、cts.IsCancellationRequested属性、cts.Token属性

7。延迟，等待？

Task.Delay(100).Wait(); // 延迟并等待，注意延迟执行也是异步的。

t.Wait() //等待，会阻塞主线程

Task.WaitAny()等待任务数组中任意一个任务完成。result任务数组中第一个完成的任务索引。

Task.WaitAll()等待所有的任务完成，没有返回值

Task.WhenAny()当任务数组中任意一个任务完成的时候，去做其他事情 。返回值Task

Task.WhenAll()当任务数组中所有任务都完成的时候，才去做其他事情 。返回值Task

8。拿分线程结果？分线程向主线程传值？

t.Result属性 配合 Task