C#中的线程

进程/线程

• 进程： 记录一个应用程序在运行的过程中，消耗的计算机资源的总记录； 计算机的资源：CPU/磁盘IO/网络
• 线程：在程序运行的过程中，对于任何一条指令执行的一个最小执行流；
• 进程和线程：一个进程至少要包含一个线程；
• 多线程：程序在运行的过程中，可以多个线程同时去执行；
• 重点： 进程，还是线程----都属于是计算机的资源；

启动线程的多种方式

直接New

Task task = new Task(() =>
{Console.WriteLine($"Start Thread -- {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("000")}");
});

Task.Run

Task.Run(() =>
{Console.WriteLine($"Start Thread -- {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("000")}");
});

TaskFactory

TaskFactory taskFactory = new TaskFactory();
taskFactory.StartNew(() =>
{Console.WriteLine($"Start Thread -- {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("000")}");
});

Task.Factory.StartNew

Task.Factory.StartNew(() =>
{Console.WriteLine($"Start Thread -- {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("000")}");
});

线程等待

Thread.Sleep 和 Task.Delay的区别

1. Thread.Sleep：

等待主线程 直接卡顿界面 影响用户的体验

Thread.Sleep(1000);

1. Task.Delay：

不会等待主线程 一般伴随 ContinueWith 一起使用

表示等待多长时间之后 可以执行一个回调方法

Task.Delay(1000);
=================
Task.Delay(1000).ContinueWith(task =>
{});

Task.WaitAll

使用场景：

如果希望所有的线程都执行结束后，再执行一段业务逻辑

特点：

等待（等待主线程/UI线程）所有线程执行完 才执行以下业务 会卡顿界面

Task.WaitAll(tasks.ToArray()); 

Task.WaitAny

使用场景：

如果希望这一堆任务中，其中只要有一个任务执行完毕就继续往后执行

特点：

等待（等待主线程/UI线程）任一一个线程执行完 才执行以下业务 会卡顿界面

Task.WaitAny(tasks.ToArray());

Task.Factory.ContinueWhenAll

使用场景：

既等待也不卡界面的等待方式 等待一堆线程执行完之后 继续往下执行

特点：

等待一堆线程执行完之后 继续往下执行

第二个参数是执行完的Task集合

Task.Factory.ContinueWhenAll(tasks.ToArray(), taskList =>
{Console.WriteLine("不卡顿界面所有线程执行之后继续往后执行！！！");
});

Task.Factory.ContinueWhenAny

使用场景：

既等待也不卡界面的等待方式 等待一堆线程中，任何一个线程执行完之后 继续往下执行

特点：

等待一堆线程中，任何一个线程执行完之后 继续往下执行

第二个参数是执行完的Task

Task.AsyncState：执行完的状态对象，可以在创建的时候传值

Task.Factory.ContinueWhenAny(tasks.ToArray(), task =>
{Console.WriteLine($"{task.AsyncState}执行结束：不卡顿界面任何一个线程执行完之后继续往后执行！！！");
});

Task.AsyncState传值Demo：

必须使用：Task.Factory.StartNew，创建一个带有Object的Action对象

List<Task> tasks = new List<Task>();
for (int i = 0; i < 10; i++)
{int k = i;tasks.Add(Task.Factory.StartNew(o =>{Console.WriteLine($"开始逻辑：{k}");Thread.Sleep(200);Console.WriteLine($"结束逻辑：{k}");}, $"任务{k}"));
}

执行如下：

多线程异常处理

• 在多线程的内部发生的异常 外部的 try-catch 是捕捉不到的
• 如果把 try-catch 写在task内部可以捕捉到，不过是单个线程的捕捉
• 捕捉异常：线程等待 Task.WaitAll
• 捕捉到的多线程异常，有什么特点：AggregateException：类型的异常
• 一个 try 可以对应多个 catch，异常类型的匹配优先具体类型，如果没有再匹配抽象

Demo代码：

try
{List<Task> taskList = new List<Task>();for (int i = 0; i < 20; i++){int k = i;taskList.Add(Task.Run(() =>{if (k == 6)throw new Exception("k == 6");if (k == 9)throw new Exception("k == 9");if (k == 11)throw new Exception("k == 11");}));}Task.WaitAll(taskList.ToArray());
}
// 如果多个catch 优先匹配具体类型 如果没有才会去匹配抽象
catch (AggregateException ex)
{foreach (var item in ex.InnerExceptions){Console.WriteLine(item.Message);}
}
catch (Exception ex)
{Console.WriteLine(ex.ToString());
}

线程取消

• 线程不能从外部取消，线程只能自己取消自己
• 来一个信号量：每个线程去判断这个信号量，如果有线程发生异常了，就去修改这个信号量
• 线程取消的标准方案：CancellationTokenSource，提供IsCancellationRequested属性，默认值为false
• 同时提供Cancel方法， IsCancellationRequested： false --> true

Demo代码：

CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
List<Task> taskList = new List<Task>();
for (int i = 0; i < 200; i++)
{int k = i;taskList.Add(Task.Run(() =>{// 线程取消 只能取消还没有判断的线程if (cts.IsCancellationRequested){Console.WriteLine($"开始：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("000")}");}else{Console.WriteLine($"Cancel结束：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("000")}");cts.Cancel();}if (k == 6)cts.Cancel();},cts.Token));
}

临时变量

• 多线程：延时启动不会阻塞主线程
• 因为task启动的时候需要请求计算机需要内存然后去启动，这个时候for循环如果很少的话，就会执行完毕，导致i为最大的++
• 如果需要一个中间变量去接受i，然后输出，必须在循环里面：因为每次循环都是新的变量，如果把变量定义在for循坏外面则和输出i一样。

for (int i = 0; i < 20; i++)
{int k = i;Task.Run(() =>{Console.WriteLine(k);});
}

线程安全

多线程和单线程执行逻辑一致就是线程安全

1. 加锁：标准锁：锁静态对象

1. 1. private static readonly object obj_lock = new object();

1. 使用线程安全集合：

1. 1. ConcurrentDictionary<>

1. 分片执行：

1. 1. 出现线程安全的主要场景，多个线程同时去操作变量、同时操作计算机文件
   2. 避开让多个线程有机会同时去操作同一块数据

加锁案例：

private static readonly object obj_lock = new object();List<Task> taskList = new List<Task>();int AsyncNum = 0;for (int i = 0; i < 1000_0; i++){taskList.Add(Task.Run(() =>{lock (obj_lock){AsyncNum++;}}));}Task.WaitAll(taskList.ToArray());Console.WriteLine(AsyncNum);