C# 線程知識--Thread

1.線程基礎知識

    進程是應用程序運行時的一個實例，它包含：一個內核對象，Windows 操作系統用他來管理進程；一個地址空間，包含所有程序集可執行代碼和數據以及對線程堆棧和堆的內存分配。進程擁有自己的屬性以及調度優先級，當系統創建一個進程時，會自動創建一個主線程來執行進程地址空間里面的代碼，主線程可以創建多個子線程。進程地址空間中的代碼沒有任何線程執行時，系統就會終止進程和釋放地址空間。每個進程至少有一個或多個線程，每個線程都有自己的一個執行上下文環境即一組 CPU 寄存器和堆棧，多個運行線程都在進程的地址空間中同時執行代碼，系統會采用輪詢的方式為每個線程分配CPU時間片，線程之間就會進行上下文切換。
    線程是應用程序執行的最小單元，線程由一個唯一的線程ID進行標識。每個線程都包含：線程內核對象、線程環境塊、用戶模式棧、內核模式棧以及DLL 線程連接和線程分離通知等要素，線程都有內存空間和運行時間上的開銷。每個線程都會分配0~31的調到優先級，Windows 把線程划分7個相對優先級：Idle、Lowest、BelowNormal、Normal、AboveNormal、Highest和Time-Critical。CLR 保留了Idle和 Time-Critical ，在應用程序中只需要關注其他的5個優先級。CLR 把每個線程看着為前台線程或后台線程，進程中所有的前台線程停止運行時，運行的所有后台線程都會被CLR終止。
     多線程能夠提升應用程序的性能，改善用戶體驗，執行並發任務等，比如：執行復雜業務邏輯或長時間的計算任務、I/O操作、網絡請求時，使用后台線程處理這些受限制的任務，就不會阻塞主線。

2.使用 System.Threading.Thread 類創建線程

       在 C# 中可以使用 System.Threading.Thread 類來創建一個線程，該類有4個重要構造函數，每個構造函數都接受一個線程啟動時需要執行的函數（委托）以及線程的最大堆棧大小。

public Thread(ParameterizedThreadStart start);
public Thread(ThreadStart start);
public Thread(ParameterizedThreadStart start, int maxStackSize);
public Thread(ThreadStart start, int maxStackSize);

參數委托定義：

public delegate void ThreadStart();
public delegate void ParameterizedThreadStart(object obj);

ParameterizedThreadStart 委托允許線程啟動時為執行方法傳遞一個需要使用的數據對象。

使用 Thread 類創建一個線程並執行任務，創建一個線程可以為線程制定線程的名稱、優先級、是否為后台線程以及設置線程的區域性等屬性。

private static void CreateThread()
       {
           //創建一個線程，可以構造 System.Threading.ParameterizedThreadStart 委托或 System.Threading.ThreadStart 委托實例
           Thread thread = new Thread(state =>
           {
               //線程啟動時需要執行的任務
               int sum = 0;
               //將當前線程掛起指定的時間，這兒是2000毫秒
               Thread.Sleep(2000);
               for (int i = 0; i < 1000; i++)
               {
                   sum++;
               }
               Console.WriteLine("計數值：{0}", sum.ToString());
           });
           thread.Name = "執行長時間的計算處理";//設置線程的名稱
           thread.Priority = ThreadPriority.AboveNormal;//設置線程優先級
           thread.CurrentCulture = new System.Globalization.CultureInfo("EN");//設置線程區域性
           Thread thread2 = new Thread(() => {
               Thread.Sleep(2000);
               Console.WriteLine("執行復雜任務");
           });
           //啟動線程，可以傳遞一個線程執行方法所使用的數據對象
           thread.Start(null);
           thread2.Start();
       }

  3.Thread 類的一些重要的方法和屬性

     Thread.Sleep 靜態方法將當前線程掛起指定的時間，可以接受一個Int類型的表示掛起線程的毫秒數或TimeSpan類型的時間值。

static void Main(string[] args)
       {
           Thread t = new Thread(new ThreadStart(() => {
               Console.WriteLine("當前線程將會被阻塞1秒鍾。");
               Thread.Sleep(1000);
               Console.WriteLine("當前線程被阻塞1秒以后繼續執行。");
           }));
           t.Start();
           Console.WriteLine("主線程執行任務。");
       }

子線程會被阻塞1秒鍾。

執行結果：

    Join 方法會阻塞調用線程，直到某個線程終止或經過了指定時間為止。

static void Main(string[] args)
       {
           Console.WriteLine("主線程開始執行任務。");
           Thread t = new Thread(new ThreadStart(() => {
               Console.WriteLine("子線程執行任務，並阻塞調用線程。");

           }));
           t.Start();
           //調用線程被阻塞2000毫秒
           t.Join(2000);
           Console.WriteLine("主線程被阻塞后繼續執行任務。");
       }

  程序執行結果：

    Interrupt  方法中斷處於 WaitSleepJoin 線程狀態的線程，可以通過線程的 ThreadState 屬性獲得當前線程的狀態，每個線程都具有如下的狀態：

public enum ThreadState
    {
        Running = 0,
        StopRequested = 1,
        SuspendRequested = 2,
        Background = 4,
        Unstarted = 8,
        Stopped = 16,
        WaitSleepJoin = 32,
        Suspended = 64,
        AbortRequested = 128,
        Aborted = 256,
    }

程序示例： 1:  static void Main(string[] args)
       {
           Console.WriteLine("主線程開始執行任務。");
           Thread t = null;
             t=  new Thread(new ThreadStart(() => {
               Thread.Sleep(2000);
               Console.WriteLine("子線程執行任務。");
           }));
           Console.WriteLine("調用Start方法前子線程的狀態：{0}",t.ThreadState.ToString());
           t.Start();
           Console.WriteLine("調用Start方法后子線程當前狀態：{0}", t.ThreadState.ToString());
           //調用線程被阻塞2000毫秒
           t.Join(2000);
           Console.WriteLine("調用Join方法后子線程的狀態：{0}", t.ThreadState.ToString());
           Thread.Sleep(1000);
           //終止處於 WaitSleepJoin 狀態的的線程。
           t.Interrupt();
           Console.WriteLine("調用Interrupt方法后子線程的狀態：{0}", t.ThreadState.ToString());
           Console.WriteLine("主線程被阻塞后繼續執行任務。");
       }

執行結果：

      Abort 方法在調用此方法的線程上引發 System.Threading.ThreadAbortException 異常，以開始終止此線程的過程。

static void Main(string[] args)
       {
           Thread t = null;
           t = new Thread(() =>
               {
                   try
                   {
                       Thread.Sleep(1000);
                       Console.WriteLine("子線程執行任務。");
                   }
                   catch
                   {
                       Console.WriteLine("子線程引發終止異常，線程狀態：{0}。", Thread.CurrentThread.ThreadState.ToString());
                   }
                   finally
                   {
                       Console.WriteLine("進入finally塊語句子線程狀態：{0}。", Thread.CurrentThread.ThreadState.ToString());
                   }
               });
           t.Start();
           Thread.Sleep(1000);
           //終止子線程
           t.Abort();
           t.Join();
           Console.WriteLine("子線程線程狀態：{0}。", t.ThreadState.ToString());
       }

執行結果：

     Suspend 方法掛起線程和Resume 繼續已掛起的線程，這兩個方法已經過時。

    線程的重要屬性：

     Thread.CurrentContext 靜態屬性獲取線程正在其中執行的當前上下文。

     Thread.CurrentThread 靜態屬性獲取當前正在運行的線程。

     Name 獲取或設置線程的名稱。

     IsAlive 獲取當期線程的執行狀態。

     IsBackground 獲取或設置線程是否為后台線程。

     IsThreadPoolThread 指示一個線程是否屬於托管線程池線程。

     ManagedThreadId 獲取當前線程的唯一標識符。

     Priority 獲取或設置線程的調度優先級。

     ThreadState 獲取當前線程的狀態。

關於線程的具體詳情參見MSDN對 System.Threading.Thread 類的描述。

本文只是簡單的介紹了線程的基礎知識以及使用和一些方法屬性，需要在具體業務中實踐，合理使用線程這種寶貴的資源以提升應用程序性能。