Threads(异步和多线程）
程序员文章站
2022-04-15 08:17:10
Task是.NET Framework3.0出现的，线程是基于线程池的，然后提供丰富的api，Thread方法很多很强大，但是太过强大，没有限制。 DoSomethingLong方法如下： /// /// 一个比较耗时耗资源的私有方法 /// ///
task是.net framework3.0出现的，线程是基于线程池的，然后提供丰富的api，thread方法很多很强大，但是太过强大，没有限制。
dosomethinglong方法如下：
/// <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($"****************dosomethinglong start {name} {thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")} {datetime.now.tostring("yyyy-mm-dd hh:mm:ss.fff")}***************");
long lresult = 0;
for (int i = 0; i < 1_000_000_000; i++)
{
lresult += i;
}
thread.sleep(2000);
console.writeline($"****************dosomethinglong end {name} {thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")} {datetime.now.tostring("yyyy-mm-dd hh:mm:ss.fff")} {lresult}***************");
}
task的使用：
{
task task = new task(() => this.dosomethinglong("btntask_click_1"));
task.start();
}
{
task task = task.run(() => this.dosomethinglong("btntask_click_2"));
}
{
taskfactory taskfactory = task.factory;
task task = taskfactory.startnew(() => this.dosomethinglong("btntask_click_3"));
}
如果这样去调用：
threadpool.setmaxthreads(8, 8);
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
int k = i;
task.run(() =>
{
console.writeline($"this is {k} running threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
thread.sleep(2000);
});
}
如果去掉设置最大线程的代码：
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
int k = i;
task.run(() =>
{
console.writeline($"this is {k} running threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
thread.sleep(2000);
});
}
运行结果如下：
threadpool.setmaxthreads(8, 8);
线程池是单例的，全局唯一的，设置后，同时并发的task只有8个，而且是复用的，task的线程是源于线程池的，全局的，请不要这样设置。
假如我想控制下task的并发数量，改怎么做？
{
stopwatch stopwatch = new stopwatch();
stopwatch.start();
console.writeline("在sleep之前");
thread.sleep(2000);//同步等待--当前线程等待2s 然后继续
console.writeline("在sleep之后");
stopwatch.stop();
console.writeline($"sleep耗时{stopwatch.elapsedmilliseconds}");
}
{
stopwatch stopwatch = new stopwatch();
stopwatch.start();
console.writeline("在delay之前");
task task = task.delay(2000)
.continuewith(t =>
{
stopwatch.stop();
console.writeline($"delay耗时{stopwatch.elapsedmilliseconds}");
console.writeline($"this is threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
});//异步等待--等待2s后启动新任务
console.writeline("在delay之后");
stopwatch.stop();
console.writeline($"delay耗时{stopwatch.elapsedmilliseconds}");
}
运行结果如下：
如果将最后一个stopwatch注释掉：
{
stopwatch stopwatch = new stopwatch();
stopwatch.start();
console.writeline("在sleep之前");
thread.sleep(2000);//同步等待--当前线程等待2s 然后继续
console.writeline("在sleep之后");
stopwatch.stop();
console.writeline($"sleep耗时{stopwatch.elapsedmilliseconds}");
}
{
stopwatch stopwatch = new stopwatch();
stopwatch.start();
console.writeline("在delay之前");
task task = task.delay(2000)
.continuewith(t =>
{
stopwatch.stop();
console.writeline($"delay耗时{stopwatch.elapsedmilliseconds}");
console.writeline($"this is threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
});//异步等待--等待2s后启动新任务
console.writeline("在delay之后");
//stopwatch.stop();
//console.writeline($"delay耗时{stopwatch.elapsedmilliseconds}");
}
什么时候用多线程？
任务并发是时候
多线程能干嘛？
提升速度，优化用户体验。
比如，现在有一个场景，在公司开会，领导在分配任务，不能并发，因为只能有一个领导在讲话分配任务，当任务分配下去，开发们确实可以同时开始撸代码，这个是可以并发的。
taskfactory taskfactory = new taskfactory();
list<task> tasklist = new list<task>();
tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle1", "portal")));
tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle2", " dba ")));
tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle3", "client")));
tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle4", "backservice")));
tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle5", "wechat")));
现在要求，谁第一个完成，获得红包奖励（continuewhenany）；所有完成后，一起庆祝下（continuewhenall），将其放入一个list<task>里面去
taskfactory taskfactory = new taskfactory();
list<task> tasklist = new list<task>();
tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle1", "portal")));
tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle2", " dba ")));
tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle3", "client")));
tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle4", "backservice")));
tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle5", "wechat")));
//谁第一个完成，获取一个红包奖励
taskfactory.continuewhenany(tasklist.toarray(), t => console.writeline($"xxx开发完成，获取个红包奖励{thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}"));
//项目完成后，一起庆祝一下
tasklist.add(taskfactory.continuewhenall(tasklist.toarray(), rarray => console.writeline($"开发都完成，一起庆祝一下{thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}")));
continuewhenany continuewhenall 非阻塞式的回调；而且使用的线程可能是新线程，也可能是刚完成任务的线程，唯一不可能是主线程
//阻塞当前线程，等着任意一个任务完成
task.waitany(tasklist.toarray());//也可以限时等待
console.writeline("准备环境开始部署");
//需要能够等待全部线程完成任务再继续 阻塞当前线程，等着全部任务完成
task.waitall(tasklist.toarray());
console.writeline("5个模块全部完成后，集中点评");
task.waitany waitall都是阻塞当前线程，等任务完成后执行操作，阻塞卡界面，是为了并发以及顺序控制，网站首页：a数据库 b接口 c分布式服务 d搜索引擎，适合多线程并发，都完成后才能返回给用户，需要等待waitall，列表页：核心数据可能来自数据库/接口服务/分布式搜索引擎/缓存，多线程并发请求，哪个先完成就用哪个结果，其他的就不管了。
假如说我想控制下task的并发数量，该怎么做？ 20个
list<task> tasklist = new list<task>();
for (int i = 0; i < 10000; i++)
{
int k = i;
if (tasklist.count(t => t.status != taskstatus.rantocompletion) >= 20)
{
task.waitany(tasklist.toarray());
tasklist = tasklist.where(t => t.status != taskstatus.rantocompletion).tolist();
}
tasklist.add(task.run(() =>
{
console.writeline($"this is {k} running threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
thread.sleep(2000);
}));
}
parallel并发执行多个action线程，主线程会参与计算---阻塞界面。等于taskwaitall+主线程计算
parallel.invoke(() => this.dosomethinglong("btnparallel_click_1"),
() => this.dosomethinglong("btnparallel_click_2"),
() => this.dosomethinglong("btnparallel_click_3"),
() => this.dosomethinglong("btnparallel_click_4"),
() => this.dosomethinglong("btnparallel_click_5"));
parallel.for(0, 5, i => this.dosomethinglong($"btnparallel_click_{i}"));
parallel.foreach(new int[] { 0, 1, 2, 3, 4 }, i => this.dosomethinglong($"btnparallel_click_{i}"));
paralleloptions options = new paralleloptions();
options.maxdegreeofparallelism = 3;
parallel.for(0, 10, options, i => this.dosomethinglong($"btnparallel_click_{i}"));
有没有办法不阻塞？
task.run(() =>
{
paralleloptions options = new paralleloptions();
options.maxdegreeofparallelism = 3;
parallel.for(0, 10, options, i => this.dosomethinglong($"btnparallel_click_{i}"));
});
几乎90%以上的多线程场景，以及顺序控制，以上的task的方法就可以完成，如果你的多线程场景太复杂搞不定，那么请梳理一下你的流程，简化一下。建议最好不要线程嵌套线程，两三次勉强能懂，三层就hold不住了，更多的只能求神。
多线程异常：
try
{
list<task> tasklist = new list<task>();
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
string name = $"btnthreadcore_click_{i}";
tasklist.add(task.run(() =>
{
if (name.equals("btnthreadcore_click_11"))
{
throw new exception("btnthreadcore_click_11异常");
}
else if (name.equals("btnthreadcore_click_12"))
{
throw new exception("btnthreadcore_click_12异常");
}
else if (name.equals("btnthreadcore_click_38"))
{
throw new exception("btnthreadcore_click_38异常");
}
console.writeline($"this is {name}成功 threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
}));
}
//多线程里面抛出的异常，会终结当前线程；但是不会影响别的线程；
//那线程异常哪里去了？ 被吞了，
//假如我想获取异常信息，还需要通知别的线程
task.waitall(tasklist.toarray());//1 可以捕获到线程的异常
}
catch (aggregateexception aex)//2 需要try-catch-aggregateexception
{
foreach (var exception in aex.innerexceptions)
{
console.writeline(exception.message);
}
}
catch (exception ex)//可以多catch 先具体再全部
{
console.writeline(ex);
}
//线程异常后经常是需要通知别的线程，而不是等到waitall，问题就是要线程取消
//工作中常规建议：多线程的委托里面不允许异常，包一层try-catch,然后记录下来异常信息，完成需要的操作
线程取消：
//多线程并发任务，某个失败后，希望通知别的线程，都停下来，how？
//thread.abort--终止线程；向当前线程抛一个异常然后终结任务；线程属于os资源，可能不会立即停下来
//task不能外部终止任务，只能自己终止自己(上帝才能打败自己)
//cts有个bool属性iscancellationrequested 初始化是false
//调用cancel方法后变成true(不能再变回去),可以重复cancel
try
{
cancellationtokensource cts = new cancellationtokensource();
list<task> tasklist = new list<task>();
for (int i = 0; i < 50; i++)
{
string name = $"btnthreadcore_click_{i}";
tasklist.add(task.run(() =>
{
try
{
if (!cts.iscancellationrequested)
console.writeline($"this is {name} 开始 threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
thread.sleep(new random().next(50, 100));
if (name.equals("btnthreadcore_click_11"))
{
throw new exception("btnthreadcore_click_11异常");
}
else if (name.equals("btnthreadcore_click_12"))
{
throw new exception("btnthreadcore_click_12异常");
}
else if (name.equals("btnthreadcore_click_13"))
{
cts.cancel();
}
if (!cts.iscancellationrequested)
{
console.writeline($"this is {name}成功结束 threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
}
else
{
console.writeline($"this is {name}中途停止 threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
return;
}
}
catch (exception ex)
{
console.writeline(ex.message);
cts.cancel();
}
}, cts.token));
}
//1 准备cts 2 try-catch-cancel 3 action要随时判断iscancellationrequested
//尽快停止，肯定有延迟，在判断环节才会结束
task.waitall(tasklist.toarray());
//如果线程还没启动，能不能就别启动了？
//1 启动线程传递token 2 异常抓取
//在cancel时还没有启动的任务，就不启动了；也是抛异常，cts.token.throwifcancellationrequested
}
catch (aggregateexception aex)
{
foreach (var exception in aex.innerexceptions)
{
console.writeline(exception.message);
}
}
catch (exception ex)
{
console.writeline(ex.message);
}
临时变量：
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
task.run(() =>
{
console.writeline($"this is btnthreadcore_click_{i} threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
});
}
为什么运行结果后，都是5呢？
临时变量问题，线程是非阻塞的，延迟启动的；线程执行的时候，i已经是5了
那么该如何解决呢？
每次都声明一个变量k去接收，k是闭包里面的变量，每次循环都有一个独立的k，5个k变量 1个i变量
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
int k = i;
task.run(() =>
{
console.writeline($"this is btnthreadcore_click_{i}_{k} threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
});
}
这样再运行，结果就正常了。
线程安全&lock：
线程安全：如果你的代码在进程中有多个线程同时运行这一段，如果每次运行的结果都跟单线程运行时的结果一致，那么就是线程安全的
线程安全问题一般都是有全局变量/共享变量/静态变量/硬盘文件/数据库的值，只要多线程都能访问和修改
发生是因为多个线程相同操作，出现了覆盖，怎么解决？
1 lock解决多线程冲突
lock是语法糖，monitor.enter,占据一个引用，别的线程就只能等着
推荐锁是private static readonly object，
a不能是null，可以编译不能运行;
b 不推荐lock(this),外面如果也要用实例，就冲突了
//test test = new test();
//task.delay(1000).continuewith(t =>
//{
// lock (test)
// {
// console.writeline("*********start**********");
// thread.sleep(5000);
// console.writeline("*********end**********");
// }
//});
//test.dotest();
//c 不应该是string； string在内存分配上是重用的，会冲突
//d lock里面的代码不要太多，这里是单线程的
test test = new test();
string student = "水煮鱼";
task.delay(1000).continuewith(t =>
{
lock (student)
{
console.writeline("*********start**********");
thread.sleep(5000);
console.writeline("*********end**********");
}
});
test.doteststring();
//2 线程安全集合
//system.collections.concurrent.concurrentqueue<int>
//3 数据分拆，避免多线程操作同一个数据；又安全又高效
for (int i = 0; i < 10000; i++)
{
this.inumsync++;
}
for (int i = 0; i < 10000; i++)
{
task.run(() =>
{
lock (form_lock)//任意时刻只有一个线程能进入方法块儿，这不就变成了单线程
{
this.inumasync++;
}
});
}
for (int i = 0; i < 10000; i++)
{
int k = i;
task.run(() => this.ilistasync.add(k));
}
thread.sleep(5 * 1000);
console.writeline($"inumsync={this.inumsync} inumasync={this.inumasync} listnum={this.ilistasync.count}");
//inumsync 和 inumasync分别是多少 9981/9988 1到10000以内