那些年我们一起追逐的多线程(Thread、ThreadPool、委托异步调用、Task/TaskFactory、Parallerl、async和await)

一. 背景

 　　在刚接触开发的头几年里，说实话，根本不考虑多线程的这个问题，貌似那时候脑子里也有没有多线程的这个概念，所有的业务都是一个线程来处理，不考虑性能问题，当然也没有考虑多线程操作一条记录存在的并发问题，后面随着处理的系统业务越来越复杂，多线程再也回避不了了，也就借此机会深入研究了一下.Net中的多线程的处理方案。

　　发现在.Net领域领域中，多线程的处理大致经历了这么几个阶段：Thread→ThreadPool→委托的异步调用→Task→TaskFactory→Parallerl→异步编程模型(async和await)。

　　关注我博客的人会发现，早在2017年6月份的时候，就开始整理多线程问题了，大约用了6篇文章的来介绍了.Net中的线程的使用方法，主要是介绍相应类的实例方法的使用，有点帮助文档的意思了哦，最近多线程使用的相当频繁，借此机会重新结合一些实际业务系统介绍一下.Net领域的多线程问题，本次将整合原先的六篇文章(删除或覆盖更新)。

PS： 多线程的本质是牺牲空间来换取时间，在同步方法中，逻辑代码需要从上往下按顺序执行代码块，在很多情况下代码块与代码块之间并没有先后依赖关系，而前面的代码块非常耗时，在单线程下，后面的代码块必须等待前面的代码块执行完毕才能执行，在这种情况下，我们开辟出一个新线程去异步执行前面的耗时代码块，而主线程继续往后执行，提高了执行效率，这就是牺牲了空间换取了时间(现在的cpu都是2核4线程、4核心8线程，完全有能力处理多个线程)。

下面补充一下多线程在时间和空间上的开销：

(一). 时间上：

①：开启或销毁一个线程都会通知进出中的dll程序集，让这些dll进行相应的操作。

②：时间片切换，cpu默认最大支持8线程，但你开启了9个线程，必然有一个线程会休眠。

(二). 空间上：

①：用户模式堆栈，一个线程分配1M的堆栈空间。

②：内核模式的堆栈，用户模式的参数需要传递到内核模式。

③：线程的内核数据结构，会存放一下变量。

　

二. 概念的梳理

 1. 进程、线程和多线程

　　进程：当一个程序开始运行时，它就是一个进程，进程包括运行中的程序和程序所使用到的内存和系统资源，而一个进程又是由多个线程组成。

　　线程：线程是程序中的一个执行流，每个线程都有自己的专有寄存器(栈指针、程序计数器等)，但代码区是共享的，即不同的线程可以执行同样的函数。

　　多线程：多线程是指程序中包含多个执行流，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。

2. 多线程的好处和弊端

　　好处：可以提高CPU的利用率。在多线程程序中，一个线程必须等待的时候，CPU可以运行其它的线程而不是等待，这样就大大提高了程序的效率。（牺牲空间资源，来换取时间）

　　弊端：

　　①：线程也是程序，所以线程需要占用内存，线程越多占用内存也越多；（占内存多）

　　②：多线程需要协调和管理，所以需要CPU时间跟踪线程； （占cpu多）

　　③：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）

　　④：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，产生意外bug）

3. 何时建议使用多线程

　　①. 当主线程试图执行冗长的操作，但系统会卡界面，体验非常不好，这时候可以开辟一个新线程，来处理这项冗长的工作。

　　②. 当请求别的数据库服务器、业务服务器等，可以开辟一个新线程，让主线程继续干别的事。

　　③. 利用多线程拆分复杂运算，提高计算速度。

4. 何时不建议使用多线程

　　当单线程能很好解决，就不要为了使用多线程而用多线程。

5. 同步调用和异步调用

　　①单线程同步调用：方法从上而下一次执行，一步一步执行，有先后顺序。

           

　　②异步调用（区别于异步方法）：开启新的线程去执行业务，主线程单独执行，可以选择是否等待子线程执行完后再执行

　　　　

同步方法 VS 异步方法： 

　　1. 一个误区：异步方法指的是一些特有的方法（并不开启新线程），它和开启一个新的线程比如“很多情况下我们会说，开启一个新的线程去异步调用”，这不是一回事，典型的异步方法，比如js 的ajax请求。

　　2. 同步方法：我们平时封装的一些普通方法大多数都是同步方法，同步方法典型的特点：就是在没有得到方法的返回值或者该方法没有执行完，该调用就需要在这等待，不能继续执行。

　　3. 异步方法：异步方法在调用后，调用这在没有得到返回结果前，就可以继续执行后续业务，异步方法通常是通过通知、回调的方式告诉调用者，无须消耗过多的性能。

举例1：

　　$.Post("url",{},function(data){     });

　　$("#div1").html("");

这两行代码，第一行发送异步请求的时候，即使得到回调返回值，下面清空div1内容的操作同样也将执行，Post就是异步方法。

举例2：

　　先封装1个方法： function  Add(a,b){  先休眠5s;   return a+b}

　　调用：

　　Add（1,2）;

　　$("#div1").html("");

这两行代码，Add方法就属于同步方法，所以必须等5s后，Add方法执行完，才能执行下面清空div1内容的操作。

　　总结：同步方法和异步方法的区别就是：是否需要等待返回结果，才能执行后续操作。

　　

6. 异步多线程的三个特点

　　①：同步方法卡界面，原因是主线程被占用；开启新线程去异步调用不卡界面，原因是计算交给了别的线程，主线程空闲.

　　②：同步方法慢，原因是只有一个线程计算；开启新线程去异步调用快，原因是多个线程同时计算，但是更消耗资源，不宜太多.

　　②：异步多线程是无序的，启动顺序不确定、执行时间不确定、结束时间不确定.

 

三. 系列章节

 　　

 　　

 　　

 　　

 　　

 　　

 　　

 　　

 　　

 　　

 　　

 　　

 　　

 　　

 　　

 　　

 　　

 

 

 

 

 

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• 作       者 : Yaopengfei(姚鹏飞)
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