C# 异步多线程入门到精通之Thread篇

程序员文章站 2022-03-03 08:39:53

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thread api

这里对 thread 的一些常用 api 进行介绍，使用一些案例进行说明。由于 thread 的不可控与效率问题，thread 现在已经不常用了，这里介绍一些 api ，想更深入的同学可以继续研究研究。

instance

首先看 thread 的构造函数，有 threadstart 、parameterizedthreadstart 、maxstacksize 类型的参数，这三个常用的也就 threadstart ，其他两个可以作为了解。

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分别 f12 查看 threadstart、parameterizedthreadstart ，可以看到 threadstart 是无参数类型的委托、parameterizedthreadstart 是有参数类型的委托。maxstacksize 是指定线程占用的最大内存数。

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接着我们创建一个简单的案例，启动一个线程，模拟做一些任务行。如下代码

console.writeline($"main 方法开始，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}");

threadstart threadstart = () =>
{
    console.writeline($"task start threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}");
    // 做一些任务


    console.writeline($"task end threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}");
};
thread thread = new thread(threadstart);
thread.start();

console.writeline($"main 方法结束，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}");

console.readline();

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启动程序，可以看到线程 1（主线程），没有等待线程 3（子线程）执行完成匿名方法内的任务，再执行 main 结束这段代码。如果使用的是 winform 是不会卡界面的。

这就是异步多线程，异步在于线程 1 并没有等待线程 3 执行完成任务，再执行线程 1 内的下一行，而是让线程 3 在不影响线程 1 执行任务的情况下执行，这就是异步。多线程在于我们启动了一个线程 3（子线程），在 main 方法由线程1（子线程）与线程 3（主线程）一起完成 main 方法内的代码，这就是多线程。

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说到委托可会有小伙伴发出疑问，为啥不用 action ？

因为在这个版本还没有 action、func，这是在 .net 3.0 时代的产物，action、func 的出现就是为了统一，也是为了解决此类问题。

在 dotnet 框架，也建议最好使用 action、func，所以，在这使用 action 是不可以的。如下

console.writeline($"main 方法开始，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}");

action action = () =>
{
    console.writeline($"task start threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}");
    // 做一些任务


    console.writeline($"task end threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}");
};

threadstart threadstart = action;

thread thread = new thread(threadstart);
thread.start();

console.writeline($"main 方法结束，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}");

console.readline();

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suspend、resume

suspend 挂起、resume 唤醒，这两个是一对相互对应的 api，使用时这两个容易产生死锁，其实在实际中也是不应该使用的，.net 框架已经抛弃了，说的很清楚了。

为什么会死锁呢？比如你开启了一个子线程 01，对 a 文件进行读写操作，此时你对子线程 01 进行了挂起。当你另外一个线程对 02 a 文件进行操作时，此时提示会 a 文件被占用，就行形成死锁。

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abort、resetabort

abort 销毁，很多人在使用，这种是抛异常方式，使子线程销毁结束。这个功能也比较鸡肋，abort 时子线程并不能立即停止，往往会有一些延迟，那这个销毁有时也不能达到我们可控的效果。

比如，在一个方法内开了一个子线程进行数据计算，但执行的时间太长了，我们等待了 5000 ms，此时 abort 子线程，是不能立马让子线程停止计算，而是可能要等一会才能结束子线程。

比如，发出的动作，可能收不回来。查询数据库来说，当一个查库命令发送到数据库，我们在c# 执行了 abort，但查库这个命令是收不回来的，因为他是在数据库层面，当数据库查询完成只是没有接收响应的线程罢了。

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abort 不建议使用，如果使用，一定要 try catch 一下。

console.writeline($"main 方法开始，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}");

threadstart threadstart = () =>
{
    console.writeline($"task start threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}");
    // 做一些任务

    console.writeline($"task end threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}");
};
thread thread = new thread(threadstart);

thread.start();

try
{
    thread.abort(); // 销毁，方式是抛异常，不一定及时
}
catch (exception ex)
{
    //thread.resetabort(); // 取消异常
}

console.writeline($"main 方法结束，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}");

console.readline();

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suspend、resume、abort 这几个方法不建议使用，操作线程暂停、销毁或者其他操作都是不可控的，应为线程本身是操作系统的， cpu 分时分片会按照自己的规则进行运行，此时已经不是程序可以进行控的了。既然设计了 thread 不可能一无是处，接下来我们说些有用的

join

线程等待，join 可以一直等，也可以设置超时，超时就是等待一定时间，就不等了。等待的过程中主线程处于闲置状态等着子线程完成任务。如果是 winform 是会卡界面的，主线程等待也是一种工作。

例如：threadstart 我们模拟任务耗时 5 秒，在 thread.start() 任务开始后，使用 thread.join() 等着子线程完成工作

console.writeline($"main 方法开始，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");

threadstart threadstart = () =>
{
    console.writeline($"task start threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");
    // 做一些任务
    thread.sleep(5 * 1000); // 模拟任务耗时 5 秒

    console.writeline($"task end threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");
};

thread thread = new thread(threadstart);
thread.start();

thread.join();

console.writeline($"main 方法结束，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");

console.readline();

启动程序，可以看到是我们想要的结果（与同步执行一样），主线程 1 一直等着子线程 3 完成执行的任务。如果是 winform 是会卡界面的，虽然 thread.join() 主线程 1 会等着子线程 3 完成工作，但主线程 1 等着也是一种工作。

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接着我们看下超时等待，join 的重载方法

例如：threadstart 我们模拟任务耗时 5 秒，在 thread.start() 任务开始后，使用 thread.join(3*1000) ，让主线程最多等子线程 3 秒，如果 3 秒子线程还未完成任务，就不等待了

console.writeline($"main 方法开始，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");

threadstart threadstart = () =>
{
    console.writeline($"task start threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");
    // 做一些任务
    thread.sleep(5 * 1000); // 模拟任务耗时 5 秒

    console.writeline($"task end threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");
};

thread thread = new thread(threadstart);
thread.start();

thread.join(3 * 1000);

console.writeline($"main 方法结束，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");

console.readline();

启动程序，主线程 1 开始任务，子线程 3 也开始任务，当子线程执行 3 s 后（期间主线程 1 在等待），主线程 3 开始执行任务了。

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注意：thread.join(n * 1000) 并不是一定会等待那么长时间，而是最多等待，期间子线程任务执行完成后，就不等待了。

例如：threadstart 任务方法模拟 5 s，thread.join(7 * 1000) 主线程等待 7 s

console.writeline($"main 方法开始，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");

threadstart threadstart = () =>
{
    console.writeline($"task start threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");
    // 做一些任务
    thread.sleep(5 * 1000); // 模拟任务耗时 5 秒

    console.writeline($"task end threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");
};

thread thread = new thread(threadstart);
thread.start();

thread.join(7 * 1000);

console.writeline($"main 方法结束，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");

console.readline();

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threadstate

线程状态，threadstate 也可以做线程等待，等待的过程中主线程处于闲置状态等着子线程完成任务。如果是 winform 是会卡界面的，主线程等待也是一种工作。

console.writeline($"main 方法开始，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");

threadstart threadstart = () =>
{
    console.writeline($"task start threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");
    // 做一些任务
    thread.sleep(5 * 1000); // 模拟任务耗时 5 秒

    console.writeline($"task end threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");
};

thread thread = new thread(threadstart);
thread.start();

while (thread.threadstate != threadstate.stopped)
{
    thread.sleep(200); // 当前线程休息 200 毫秒
}

console.writeline($"main 方法结束，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");

console.readline();

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sleep

线程暂停，sleep 当前线程暂停。如果是 winform 是会卡界面的，当 sleep 时，cpu 分片就交出去了，主线程并不在工作状态。

console.writeline($"main 方法开始，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");

thread.sleep(5 * 1000); // 模拟任务耗时 5 秒

console.writeline($"main 方法结束，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");

console.readline();

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isbackground

是否是后台线程，当实例 thread 时，默认是前台线程（isbackground == false ）。前台线程一定要任务完成，才会让进程退出。后台线程（isbackground == true）会随着进程的结束而结束，无论子线程任务是否完成。

前台线程，意思也就是，当我们启动一个程序，当关闭程序时，如果还有子线程执行任务，当前进程是不会退出的，会等待着子进程将任务执行完成，也就是会阻止进程结束，反之亦然。

例如：前台线程，启动控制台后，主线程执行完任务后，会等待子线程任务完成（5s）后，窗口才会被关闭

static void main(string[] args)
{
    console.writeline($"main 方法开始，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");

    threadstart threadstart = () =>
    {
        console.writeline($"task start threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");
        // 做一些任务
        thread.sleep(5 * 1000); // 模拟任务耗时 5 秒

        console.writeline($"task end threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");
    };

    thread thread = new thread(threadstart);
    thread.start();

    while (thread.threadstate != threadstate.stopped)
    {
        thread.sleep(200); // 当前线程休息 200 毫秒
    }

    console.writeline($"main 方法结束，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");
}

例如：后台线程，启动控制台后，主线程任务执行完毕后，窗口会立马被关闭

static void main(string[] args)
{
    console.writeline($"main 方法开始，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");

    threadstart threadstart = () =>
    {
        console.writeline($"task start threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");
        // 做一些任务
        thread.sleep(5 * 1000); // 模拟任务耗时 5 秒

        console.writeline($"task end threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");
    };

    thread thread = new thread(threadstart);
    thread.isbackground = true;
    thread.start();

    console.writeline($"thread isbackground：{thread.isbackground}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");

    console.writeline($"main 方法结束，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");
}

priority

线程可以设置优先级，当线程从高到低分配了优先级，在向 cpu 申请线程时会优先分配。但是这个功能也比较鸡肋，对于 cpu 而言，当他们同时过来，只是会为优先级高的先分进行分片，但优先级低的并不是不会分配，也不代表优先级高的就会先执行完成，这也取决执行的任务量。其实优先级也没什么用，多线程本来就是无序的。

console.writeline($"main 方法开始，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");

threadstart threadstart = () =>
{
    console.writeline($"task start threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");
    // 做一些任务
    thread.sleep(5 * 1000); // 模拟任务耗时 5 秒

    console.writeline($"task end threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");
};

thread thread = new thread(threadstart);
thread.priority = threadpriority.highest;// cpu 会先执行，不代表 highest 就最优先
thread.start();

console.writeline($"thread isbackground：{thread.isbackground}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");

console.writeline($"main 方法结束，threadid：{thread.currentthread.managedthreadid}，datetime：{datetime.now.tolongtimestring()}");

总结

其实现在来说，1.0 时代的 thread 已经没有什么优势，现在 thread 唯一有意义的就是 isbackground = false，这个前线程（前台线程会阻碍进程的退出），后续的多线程设计都是后台线程，没有前台线程这个功能设计。

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instance

suspend、resume

abort、resetabort

join

threadstate

sleep

isbackground

priority

总结

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