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一、Thread仅需了解 1、有了Task还需要学习Thread吗 不必深入学习但可以了解。 虽然Task和async/await是更现代和推荐的异步编程模型但了解Thread类仍然是有益的特别是在处理特定情况或与旧代码交互时。同时学习Thread类也可以帮助你更好地理解和使用更高级的异步编程模型。 1遗留代码 在现有的代码库中可能仍然存在使用Thread类的代码。了解Thread类可以帮助你理解和维护这些代码。 2 低级控制 Thread类提供了对线程的更低级控制。它允许你直接创建、启动、暂停、终止和管理线程的执行。这对于某些特定的场景可能是必要的。 3深入理解 学习Thread类可以帮助你更深入地理解多线程编程的概念和原理。这对于理解并发性、同步、竞争条件等概念是有益的。 4调试和故障排除 了解Thread类可以帮助你更好地调试和排查与多线程相关的问题。当遇到线程相关的bug或性能问题时对Thread类的了解可以帮助你更快地定位和解决问题。 2、Thread类 Thread类是用于创建和管理线程的基本类。它提供了一组方法和属性用于创建、启动、暂停、终止和管理线程的执行。 1构造函数 Thread类提供了多个构造函数用于创建新的线程对象。可以通过传递一个委托或Lambda表达式来指定线程要执行的方法。 2Start方法 通过调用Thread对象的Start方法来启动线程。启动线程后它会开始执行指定的方法。 3Join方法 可以使用Join方法来等待线程的完成。调用Join方法会阻塞当前线程直到指定的线程执行完成。 4Sleep方法 可以使用Sleep方法来暂停当前线程的执行一段时间。它接受一个时间间隔参数指定线程要暂停的时间。 5Abort方法 可以使用Abort方法来终止线程的执行。调用Abort方法会引发ThreadAbortException异常可以通过捕获该异常来进行适当的处理。 6Priority属性 可以使用Priority属性来设置线程的优先级。较高优先级的线程在竞争资源时会更有可能被执行。 7IsAlive属性 可以使用IsAlive属性来检查线程是否仍在运行。如果线程正在执行或已经启动但尚未完成则IsAlive属性返回true。 8ThreadState属性 可以使用ThreadState属性来获取线程的当前状态。它返回一个ThreadState枚举值表示线程的状态如Running运行中、Stopped已停止、Suspended已暂停等。 注意 直接使用Thread类来创建和管理线程相对较底级需要手动处理线程的生命周期、同步和错误处理。在现代的C#编程中更推荐使用更高级的异步编程模型例如使用Task和async/await关键字来实现异步操作而不是直接使用Thread类。这样可以更方便地管理和编写异步代码并且能够更好地利用系统资源。 3、Thread是异步线程不会阻塞主调线程 Thread类创建的线程是异步线程它们在后台运行并不会阻塞主调线程。当调用Thread.Start方法启动一个新的线程时主调线程会继续执行后续的代码而新线程会在后台执行指定的方法。(Thread.Sleep是同步阻塞睡眠 这意味着主调线程和新线程可以并发执行它们之间的执行是相互独立的。主调线程不会等待新线程完成而是继续执行自己的任务。 如果需要等待新线程完成并获取其结果可以使用Thread.Join方法。Thread.Join方法会阻塞主调线程直到新线程执行完成。例如 Thread th new Thread(SomeMethod); th.Start(); th.Join();// 等待新线程执行完成 // 在新线程执行完成后继续执行其他代码 上面主调线程调用了Thread.Join方法它会等待新线程执行完成。只有当新线程执行完成后主调线程才会继续执行后续的代码。 注意如果主调线程在等待新线程执行完成的过程中被阻塞那么它也会等待新线程执行完成。因此在使用Thread.Join方法时需要注意避免死锁和长时间的阻塞。 问如何理解join? 答join是参加加入之意。意思是把异步线程加入到当前线程所处的位置点当前线程会在这个位置点等待这个新加入的线程办理完成后再继续向下执行。因此它是同步阻塞当前线程的容易假死有点类型Task.Wait()。
二、Thread的创建 1、三种创建方式 private void button1_Click(object sender, EventArgs e){//一无参数线程Thread th1 new Thread(Test1);th1.Start();//二有参数线程int nn 32;Thread th2 new Thread(Test2);th2.Start(nn);//三带堆栈大小string[] s { a, b, c, d };Thread th3 new Thread(Test3, 3);th3.Start(s);}private void Test1(){Thread.Sleep(1000);Invoke(new Action(() {treeView1.Nodes.Add(无参数线程。);}));}private void Test2(object o){int n (int)o;Invoke(new Action(() {treeView1.Nodes.Add($有参数线程:{n});}));}private void Test3(object o){string[] s o as string[];Invoke(new Action(() {treeView1.Nodes.Add($有参数线程:{string.Join(, s)});}));} 方式一 不需要参数直接使用方法签名使用类似委托Action。 方式二 需要一个参数输入参数,即类似Actionobject。 注意参数已经限制为object所以在传入前会装箱传出后要拆箱。多个参数时一般用实体类。这样一个参数就带入了多个参数到线程中。 方式三 上面两种方式的加强有第二个参数这个参数指定线程堆栈的大小。 线程要使用的最大堆栈大小以字节为单位如果为 0则使用可执行文件的文件头中指定的默认最大堆栈大小。 重要提示 对于部分受信任的代码如果大于默认堆栈大小 maxStackSize 则忽略它。 不会引发异常。 如果 maxStackSize 小于最小堆栈大小则使用最小堆栈大小。 如果 maxStackSize 不是页面大小的倍数则将其舍入为页面大小的下一个较大倍数。 例如如果在 Windows Vista 上使用 .NET Framework 版本 2.0则 256KB (262144 字节) 是最小堆栈大小页面大小为 64KB (65536 字节) 。 问什么是线程的默认堆栈? 答每个线程在创建时都会分配一定的内存用于堆栈。通常情况下线程的默认堆栈大小是可以满足大多数场景的因为大多数线程的堆栈使用情况是相对较小的。 当线程需要的堆栈超过默认大小时可以通过设置更大的堆栈来满足需求。然而确定何时需要设置更大的堆栈大小是具体情况而定的通常需要根据实际需求和对程序的了解来决定。 最大堆栈大小的范围是有限的具体取决于操作系统和硬件的限制。一般情况下最大堆栈大小的上限是操作系统和硬件所能支持的最大值。例如在Windows操作系统上最大堆栈大小一般是1MB或2MB但具体取决于操作系统版本和硬件架构。 如果设置的最大堆栈大小超过了操作系统和硬件的限制可能会引发异常或导致程序崩溃。因此在设置最大堆栈大小时需要确保不超过操作系统和硬件的限制。 在实际使用中如果没有特殊需求推荐不手动设置最大堆栈大小让系统根据默认设置进行堆栈分配。只有在确实需要更大的堆栈空间时才考虑进行设置并且需要根据具体情况进行测试和调整以确保不超过操作系统和硬件的限制。 2、上面因为要操作UI线程使用了Invoke,也可使用BeginInvoke。 当然也可以使用CheckForIllegalCrossThreadCalls检查非法交叉线程调用。即正常情况UI线程是不允许其它线程比如上面的创建的Thread线程来读写UI控件属性等会有检查机制禁止这样操作此项在form1的构造方法时设置为false这样就可以在Thread直接跨线程操作UI线程的控件。 public Form1() { InitializeComponent(); CheckForIllegalCrossThreadCalls false; } 3、什么是CheckForIllegalCrossThreadCalls CheckForIllegalCrossThreadCalls是一个静态属性用于设置或获取一个值该值指示是否在调用控件的方法时检查线程间调用的合法性。 在Windows Forms应用程序中UI元素如窗体、控件通常只能在创建它们的线程上访问和操作。如果在非创建线程上访问或操作UI元素可能会引发InvalidOperationException。这是因为UI元素通常不是线程安全的即不能从多个线程同时访问它们。 CheckForIllegalCrossThreadCalls属性的默认值为true表示在调用UI元素的方法时会进行线程间调用的合法性检查。如果检测到在非创建线程上访问UI元素会抛出InvalidOperationException。这个检查可以帮助开发人员在开发过程中及时发现并修复线程间调用的问题。 但是在某些情况下我们可能需要在非创建线程上访问UI元素例如在异步操作中更新UI。在这种情况下可以将CheckForIllegalCrossThreadCalls属性设置为false禁用合法性检查。这样就可以在非创建线程上访问UI元素但需要确保在访问UI元素时进行适当的线程同步。 注意禁用CheckForIllegalCrossThreadCalls属性可能会导致UI元素的线程安全问题因此在使用时需要谨慎并确保在非创建线程上访问UI元素时进行正确的线程同步操作。 4、Thread存在传入参数的问题。而Task不存在此类问题。 对于Task因为闭包原因可以随便访问方法外部的变量所以它还存在需要传入参数吗 csharp public static void Main() { int num 10; Task task Task.Run(() { Console.WriteLine(执行异步操作参数为 num); }); task.Wait(); } 上面异步线程里直接在task内访问一个外部变量num的值。通过使用闭包的特性我们可以在异步操作中访问并使用外部的变量。 注意当使用Task传递参数时需要确保参数的原子性和竞争问题。如果多个Task同时访问和修改同一个外部变量可能会导致数据不一致或竞争条件的问题。为了解决这个问题可以使用锁机制或其他线程同步方式来保证数据的一致性和线程安全性。 5、什么是实体类 在C#中实体类Entity Class是用于表示具体实体或对象的类。它通常包含属性、字段和方法用于描述实体的特征和行为。实体类的实例通常用于表示数据库中的表或其他现实世界的实体。 实体类是通过定义一个类来创建的该类具有与实体相关的属性和方法。例如如果我们要表示一个学生实体我们可以创建一个名为Student的类该类包含属性如姓名、年龄、学号等以及方法如学习、休息等。 public class Student{public string Name { get; set; }public int Age { get; set; }public string StudentId { get; set; }public void Study(){// 学生学习的逻辑}public void Rest(){// 学生休息的逻辑}} 上面Student类是一个实体类用于表示学生实体。它具有三个属性Name、Age和StudentId用于表示学生的姓名、年龄和学号。它还具有两个方法Study和Rest用于表示学生的学习和休息行为。 相对于实体类虚类Virtual Class是一个可以被继承的类它允许其他类继承它并重写其方法。虚类用关键字virtual来声明它可以提供一个基类的框架但允许派生类根据自己的需求进行扩展和修改。 public virtual class Shape{public virtual double CalculateArea(){return 0;}}public class Rectangle : Shape{public double Width { get; set; }public double Height { get; set; }public override double CalculateArea(){return Width * Height;}} 上面 Shape类是一个虚类用于表示形状的基类。它具有一个虚方法CalculateArea用于计算形状的面积。Rectangle类继承自Shape类并重写了CalculateArea方法以计算矩形的面积。 通过使用虚类和重写方法可以创建一个基类允许派生类根据自己的需求进行自定义。这样可以提供更灵活的类结构和更好的代码扩展性。 Thread在传参数时可以使用实体类达到一个参数带入多个参数的目的。 6、什么是计算机执行流 执行流execution flow是指计算机程序在执行过程中的控制流程即程序的执行顺序。计算机程序一般是由一系列的语句组成执行流决定了这些语句的执行顺序和条件。 在C#中执行流可以通过控制结构如条件语句、循环语句和跳转语句来控制。根据条件的不同程序的执行流可以按照不同的路径执行不同的语句。例如条件语句如if语句可以根据条件的真假来选择执行不同的代码块循环语句如for循环可以重复执行一段代码块直到满足退出条件跳转语句如break和continue语句可以改变程序的执行流程。 执行流的控制对于程序的正确性和效率非常重要。程序员需要仔细设计和控制执行流以确保程序按照预期的方式执行并且能够正确地处理各种情况和条件。 执行流代表着程序代码的执行顺序。执行流通常与主线程也称为UI线程或主线程相关联该线程负责处理用户界面和与用户的交互。 Thread类可以用于创建新的执行流这些执行流在不同的线程上运行。这意味着你可以使用Thread类创建新的线程来执行特定的任务而不会影响主线程的执行流。
三、相关问题 1、线程执行流完成后线程会怎么样 当由线程池创建的线程完成执行后会自动返回到线程池中并且可以被重用来执行其他任务。线程池会管理和控制线程的生命周期包括创建、分配、执行和回收。 线程池的目的是为了提高应用程序的性能和效率。通过重用线程避免了频繁创建和销毁线程的开销减少了系统资源的消耗。线程池可以根据需要动态调整线程的数量以适应不同的负载情况。 当线程池中的线程完成执行后它会立即返回到线程池中等待下一个任务的分配。这样可以避免线程的频繁创建和销毁提高了线程的利用率和整体性能。 注意线程池是由CLRCommon Language来管理和控制的具体实现细节可能会因不同的运行时环境或操作系统而有所差异。但无论如线程池都会负责管理线程的分配和回收以提高应用程序的性能和效率。 2、如果强制用Abort中断线程会怎么样 一旦由Thread创建的线程完成其执行它将自动止并退出。当线程运行完成时它会自动释放所占用的资源并且不会再占用任何CPU时间。 在某些情下可能需要提前终止正在运行的线程而不是等待它自然结束。这时可以使用Thread.Abort方法来中止线程的执行。Thread.Abort方法会引发一个ThreadAbortException异常该异常会在线程执行到适当的中断点时被捕获从而中止线程的执行。 使用Thread.Abort方法需要谨慎因为中止一个线程可能会导致资源泄漏、数据不一致等问题。线程的终止应该是一种紧急的手段只在必要的情况下使用。推荐在可能的情况下通过合理的设计和协调来实现线程的正常退出而不是强制终止线程。 总结Thread.Abort方法用于中止正在运行的线程但应该慎重使用并且只在必要的情况下才使用。在大多数情况下应该通过合理的设计和协来确保线程的正常结束。 3、Abort可能影响程序的运行? 是的调用Thread.Abort方法会引发ThreadAbortException异常这个异常会传播到线程的执行点并且会导致线程立即中止执行。 ThreadAbortException异常会终止线程的执行并且不被捕获这可能导致未完成的操作、泄漏或数据不一致等问题。因此使用Thread.Abort方法需要谨慎并且应该尽量避免在正常况下使用它。 当ThreadAbortException异常被引发时线程会尽快终止并且不会执行任何finally块中的。这可能会导致一些清理操作无法完成例如释放资源或关闭文件等。 为了避免程序运行被异常中可以在线程中使用try-catch块来捕获ThreadAbortException异常并且在捕获到该异常时进行适当的处理例如进行清理操作或安全地终止线程的执行。 总结调用Thread.Abort方法引发ThreadAbortException异常这可能会影响程序的运行。因此建议在正常情况下避免使用Thread.Abort方法并且在使用时要注意异常处理以确保程序可以正常退出或终止线程的执行。 4、Priority属性优先级) Thread类中的Priority属性用于设置和获取线程的优先。线程的优先级决定了线程在竞争CPU资源时的优先级顺序。 线程的优先级可以设置为以下几个级别按高到低的顺序 Highest最高优级 AboveNormal高正常优先级 -正常优级默认 BelowNormal低于正常优先级 Lowest最低优先级 线程的优先级并不是绝对的而是相对的它只是影响线程在CPU调度时的概率。优先级高的线程在竞争CPU资源时更有可能被调度执行但并不保证优先级高的线程一定会在优先级低的线程之前执行。 举例来说如果有一个CPU密集型任务和一个I/O密集型任务同时运行可以将CPU密集型任务的线程优级设置为Highest将I/O密集型任务的线程优先级设置为Normal。这样可以让CPU密集型任务在竞争CPU资源时更有可能被调度执行以提高CPU的利用率。 注意对于多核或多处理器系统优先级的影响可能会有所不同。在这种情况下每个处理器核心或处理器可以有自己的调度队列优先级可能会在这些队列之间有所影响。 总结Thread的Priority属性用于设置和获取线程的优先级并且可以影响线程在竞争CPU资源时的调度顺序。优先级高的线程更有可能被调度执行但并保证一定会在优先级低的线程之执行。 5、线程状态 IsAlive属性和ThreadState属性是相关的它们都提供了关于线程状态的信息。 IsAlive属性是一个只读属性用于判断线程是否仍然处于活动状态。 当线程已经完成执行、终止或尚未启动时IsAlive属性返回false。 当线程正在执行IsAlive属性返回true。 当一个线程尚未启动时IsAlive属性返回false。只有在线程启动后才会返回true。 ThreadState属性是一个只读属性用于获取当前线的状态。ThreadState属性返回一个ThreadState枚举值表示线程的当前状态。ThreadState枚举包括以下一些状态 Unstarted线程尚未启动 Running线程正在执行中 WaitSleepJoin线程正在等待、睡眠或加入其他线程 Suspended线程被挂起 Stopped线程已经停止 Aborted线程已经中止 Background线程是一个后台线程 问什么是挂起Suspended? 答挂起线程可以类比为在看病过程中医生暂停了当前正在处理的病人去处理一个病危的紧急病人。 当一个线程被挂起时它的执行暂停类似于医生暂停了当前正在处理的病人。挂起线程的目的是为了处理一些紧急情况或者满足特定条件后再恢复执行就像医生需要快速处理病危的人一样。 注意Thread.Suspend和Thread.Resume方法在现代的多线程编程中已经不推荐使用因为它们可能导致一些问题如死锁、资源争用等。取而代之的是应该使用更安全和可靠的线程同步机制如Monitor、Semaphore、Mutex等。 挂起后的线程isAlive可能是false表示它熄火了别人线程完全抢占且不让出来可能是true(表示活着别的线程可能随后会让出来让它再次使用进行 通过检查ThreadState属性可以了解线的当前状态从而根据需要进行适当的处理或等待。 使用示例 Thread th new Thread(() {Console.WriteLine(线程开始...);Thread.Sleep(2000);Console.WriteLine(线程结束...);});for (int i 0; i 10; i){Console.WriteLine(th.ThreadState);if (i 1) th.Start();Thread.Sleep(200);} 结果 Unstarted Unstarted 线程开始... WaitSleepJoin WaitSleepJoin WaitSleepJoin WaitSleepJoin WaitSleepJoin WaitSleepJoin WaitSleepJoin 线程结束... Stopped IsAlive属性用于判断线程是否仍处于活动状态而ThreadState属性用于获取线程的当前状态。通过使用这两个属性可以监控和控制线程的执行过程。
