什么是進程?
當一個程序開始運行時,它就是一個進程,進程包括運行中的程序和程序所使用到的內存和系統資源。
而一個進程又是由多個線程所組成的。
什么是線程?
線程是程序中的一個執行流,每個線程都有自己的專有寄存器(棧指針、程序計數器等),但代碼區是共享的,即不同的線程可以執行同樣的函數。
線程和進程的關系?
一個進程會包含多個線程:線程是隸屬於某個進程,進程銷毀,線程則消失
什么是多線程?
多線程是指程序中包含多個執行流,即在一個程序中可以同時運行多個不同的線程來執行不同的任務,也就是說允許單個程序創建多個並行執行的線程來完成各自的任務。
多線程的好處:
可以提高CPU的利用率。在多線程程序中,一個線程必須等待的時候,CPU可以運行其它的線程而不是等待,這樣就大大提高了程序的效率。
多線程的不利方面:
線程也是程序,所以線程需要占用內存,線程越多占用內存也越多;
多線程需要協調和管理,所以需要CPU時間跟蹤線程;
線程之間對共享資源的訪問會相互影響,必須解決競用共享資源的問題;
線程太多會導致控制太復雜,最終可能造成很多Bug;
何時使用多線程
多線程程序一般被用來在后台執行耗時的任務。主線程保持運行,並且工作線程做它的后台工作。對於Windows Forms程序來說,如果主線程試圖執行冗長的操作,鍵盤和鼠標的操作會變的遲鈍,程序也會失去響應。由於這個原因,應該在工作線程中運行一個耗時任務時添加一個工作線程,即使在主線程上有一個有好的提示“處理中...”,以防止工作無法繼續。這就避免了程序出現由操作系統提示的“沒有相應”,來誘使用戶強制結束程序的進程而導致錯誤。模式對話框還允許實現“取消”功能,允許繼續接收事件,而實際的任務已被工作線程完成。BackgroundWorker恰好可以輔助完成這一功能。
在沒有用戶界面的程序里,比如說Windows Service, 多線程在當一個任務有潛在的耗時,因為它在等待另台電腦的響應(比如一個應用服務器,數據庫服務器,或者一個客戶端)的實現特別有意義。用工作線程完成任務意味着主線程可以立即做其它的事情。
另一個多線程的用途是在方法中完成一個復雜的計算工作。這個方法會在多核的電腦上運行的更快,如果工作量被多個線程分開的話(使用Environment.ProcessorCount屬性來偵測處理芯片的數量)。
一個C#程序稱為多線程的可以通過2種方式:明確地創建和運行多線程,或者使用.NET framework的暗中使用了多線程的特性——比如BackgroundWorker類, 線程池,threading timer,遠程服務器,或Web Services或ASP.NET程序。在后面的情況,人們別無選擇,必須使用多線程;一個單線程的ASP.NET web server不是太酷,即使有這樣的事情;幸運的是,應用服務器中多線程是相當普遍的;唯一值得關心的是提供適當鎖機制的靜態變量問題。
何時不要使用多線程
多線程也同樣會帶來缺點,最大的問題是它使程序變的過於復雜,擁有多線程本身並不復雜,復雜是的線程的交互作用,這帶來了無論是否交互是否是有意的,都會帶來較長的開發周期,以及帶來間歇性和非重復性的bugs。因此,要么多線程的交互設計簡單一些,要么就根本不使用多線程。除非你有強烈的重寫和調試欲望。
當用戶頻繁地分配和切換線程時,多線程會帶來增加資源和CPU的開銷。在某些情況下,太多的I/O操作是非常棘手的,當只有一個或兩個工作線程要比有眾多的線程在相同時間執行任務快的多。