C#多线程开发-线程池03

你好，我是阿辉。

前面2篇文章介绍了线程的基础知识和线程同步，下面我们来一起认识学习下，线程池的使用。

线程池

创建线程是昂贵的操作，所以为每个短暂的异步操作创建线程会产生显著的开销。一般情况下，都会使用池，也就是线程池进行管理。

线程池可以成功地适应于任何需要大量短暂的开销大的资源。事先分配一定的资源，将这些资源放入到资源池中。每次需要新的资源，只需从池中获取一个，不需要创建新的，当该资源不再被使用时，就将其返回到池中。

在.NET中，线程池可以使用ThreadPool类型，受.NET通用语言运行时(CLR)管理。每个CLR都有一个线程池实例。ThreadPool类型拥有一个QueueUserWorkItem静态方法。

该方法接收一个委托，代表用户自定义的一个异步操作。该方法被调用后，委托会进入到内部队列中，如果线程池中没有任何线程，将创建一个新的工作线程并将队列中第一个委托放入到该工作线程中。

保持在线程中的操作都是短暂的是非常重要的。不要在线程池中放入长时间运行的操作，或者阻塞工作线程。 这将导致所有工作线程变的繁忙，从而无法服务用户操作。这会导致性能问题和非常难以调式的错误。

在线程池中，如果停止向其放置新操作时，线程池最终会删除一定时间后过期的不再使用的线程。这将释放所有那些不再的系统资源。

线程池的用途是执行运行时间短的操作。使用线程池可以减少并行度耗费及节省操作系统资源。

线程池中的工作线程都是后台线程。这意味着当所有的前台线程(包括主线程)完成后，所有的后台线程将停止工作。

线程池中异步的使用

  class Program
    {
        private delegate string RunOnThreadPool(out int threadId);                  //声明委托
        private static void Callback(IAsyncResult ar)
        {
            Console.WriteLine("触发回调");
            Console.WriteLine("异步状态：" + ar.AsyncState);
            Console.WriteLine("是否是线程池的线程：" + Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);
            Console.WriteLine("ThreadId：" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        }
        private static string Test(out int threadId)
        {
            Console.WriteLine("Test开始");
            Console.WriteLine("是否是线程池的线程：" + Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);
            Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
            threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
            return "ThreadId：" + threadId;
        }
        static void Main(string[] args)
        {   
            int threadId=0;
            RunOnThreadPool poolDelegate=Test;
            var t=new Thread(()=>Test(out threadId));
            t.Start();
            t.Join();
            Console.WriteLine("Thread ID="+threadId);
            IAsyncResult ar=poolDelegate.BeginInvoke(out threadId,Callback,"测试是否可以回调");
            ar.AsyncWaitHandle.WaitOne();
            string result=poolDelegate.EndInvoke(out threadId,ar);
            Console.WriteLine("ID："+threadId);
            Console.WriteLine("结果："+result);
            Console.ReadKey();
        }       
    }

执行后可以看到实际的显示结果。

由于线程的构造函数只能接受一个无任何返回结果的方法，所以这里使用了lambda表达式来将对Test方法的调用包起来。

上面是一个很标准的在线程池中使用委托的例子，也可以学习到具体线程池的应用。可以看到当第一次线程池中没有线程时，打印出来线程10不在线程中，当第二次在线程池中时，后面异步回调显示出来的结果就是再次调用的线程11。

BeginInvoke方法接受一个回调函数，该回调函数会在异步操作完成后会被调用，并且一个用户自定义的状态会传给该回调函数。该状态通常用于区分异步调用，是一个实现了IAsyncResult接口的result对象。BeginInvoke立即返回结果，当线程池中的工作线程在执行异步操作时，仍允许继续其他工作，可以通过result对象的IsCompleted属性轮询结果。当操作完成后，会得到一个结果，可以通过委托调用EndInvoke方法，将IAsyncResult对象传递给委托参数。

上面这句话其实主要是讲解委托在线程池中的应用，如果你想得到某个线程的返回结果，就得使用这种异步委托来实现。

在线程池中使用委托时，调用EndInvoke方法是非常重要的。该方法会将任何未处理的异常抛回到调用线程中。当使用这种异步API时，请确保始终调用Begin和End方法。

上面使用的Begin/End方法和.NET中的IAsyncResult对象等方式被称为异步编程模型(APM模式)，这样的方法叫异步方法。

线程池中还有一个有用的方法：ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject。该方法允许我们将回调函数放入线程池中的队列中。当提供的等待事件处理器收到信号或发生超时时，该回调函数将被调用。

在线程池中使用BackgroundWorker组件，可以显示地指出后台工作线程支持取消操作及操作进度的通知。此时可以使用事件语法。

事件表示了一些通知的源或当通知到达时会有所响应的一系列订阅者。

这种就是基于事件的异步模式(EAP),就是启动一个异步操作然后订阅给不同的事件，这些事件在该操作执行时会被触发。