.NET 6 多線程的幾種打開方式

多線程無(wú)處不在，平常的開發(fā)過(guò)程中，應(yīng)該算是最常用的基礎(chǔ)技術(shù)之一了。以下通過(guò)Thread、ThreadPool、再到Task、Parallel、線程鎖、線程取消等方面，一步步進(jìn)行演示多線程的一些基礎(chǔ)操作。歡迎大家圍觀。

如果大佬們有其他關(guān)于多線程的拓展，也歡迎在評(píng)論區(qū)進(jìn)行留言，大佬們的知識(shí)互助，是.NET生態(tài)發(fā)展的重要一環(huán)，歡迎大佬們進(jìn)行留言，幫助更多的人。

以下博客內(nèi)容使用的一些環(huán)境：

系統(tǒng)環(huán)境：WIN 10

.NET 環(huán)境：.NET 6

VS 環(huán)境：VS 2022

其他：沒了

正文

1、先創(chuàng)建一個(gè).NET 6控制臺(tái)項(xiàng)目，用來(lái)當(dāng)做該博客文章的實(shí)驗(yàn)使用。

2、快速創(chuàng)建一個(gè)線程。ParameterizedThreadStart是一個(gè)委托，傳入的參數(shù)是一個(gè)object類型。

代碼

ParameterizedThreadStart threadStart = new((obj) => {
    Console.WriteLine($"當(dāng)前線程 的 ID = {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
});

Thread thread = new Thread(threadStart);
thread.Start();
Console.WriteLine($"線程ID  = {thread.ManagedThreadId}");
Console.ReadLine();

3、以上代碼執(zhí)行結(jié)果下圖所示

4、新建一個(gè)類TestThread以及一個(gè)測(cè)試方法，用來(lái)做測(cè)試使用。

5、在program里面，把輸出改成調(diào)用上面的方法再進(jìn)行測(cè)試一下。

6、執(zhí)行以后的輸出結(jié)果，如下圖所示

7、線程的等待(睡眠)。最簡(jiǎn)單的方式，是直接 Thread.Sleep(毫秒);

8、Thread的Join方法。代表線程執(zhí)行完畢以后，才可以繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的代碼。

如下圖所示，在thread線程內(nèi)部執(zhí)行完成以后，很快就接著執(zhí)行最后的打印輸出方法了。

可以和以上的第7點(diǎn)進(jìn)行比較輸出結(jié)果。

9、Thread的Join方法，還可以傳入?yún)?shù)，參數(shù)是毫秒值。

代表等下當(dāng)前線程執(zhí)行多長(zhǎng)時(shí)間，如果超出設(shè)定的毫秒數(shù)，就不等了，直接執(zhí)行后續(xù)的代碼。

10、新增一個(gè)Test2方法，用來(lái)測(cè)試線程池ThreadPool使用。

11、WaitCallback也是一個(gè)委托。傳入需要在線程池內(nèi)執(zhí)行的方法名稱。

以下代碼內(nèi)，“線程池”字符串為執(zhí)行的方法對(duì)應(yīng)的參數(shù)。

代碼

using MultiThread;

Console.WriteLine("Hello, World!");

ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(TestThread.Test2),"線程池");

Console.ReadLine();

12、除了直接傳入回調(diào)方法，也可以直接在線程池開啟的方法內(nèi)，直接寫代碼塊來(lái)當(dāng)做多線程執(zhí)行的部分。如下圖所示，睡眠1000ms以及執(zhí)行的方法，在線程池內(nèi)運(yùn)行。

13、線程池內(nèi)，可以通過(guò)設(shè)置Manual信號(hào)量，來(lái)識(shí)別線程池內(nèi)的線程時(shí)候執(zhí)行完成。

一般用 .Set(); 和 .WaitOne(); 結(jié)對(duì)進(jìn)行，如下圖代碼、注釋部分以及執(zhí)行結(jié)果。(可以對(duì)比輸出時(shí)間)

14、使用Task快讀創(chuàng)建一個(gè)線程。

如下圖所示。最簡(jiǎn)單的方法：Task.Run(()=>{ 代碼塊；});

15、也可以用以下方式，手動(dòng)進(jìn)行start啟動(dòng)，如圖的代碼所示。

16、也可以使用Task.Factory創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)工廠來(lái)實(shí)現(xiàn)。

17、如果需要等待子線程執(zhí)行完畢，才執(zhí)行后續(xù)操作,可以使用Wait(); 來(lái)實(shí)現(xiàn)。

18、如果只想等待子線程執(zhí)行指定的時(shí)間，可以通過(guò)使用 Wait(毫秒數(shù)); 來(lái)實(shí)現(xiàn)。

這樣等待，例如500ms以后，不管子線程是不是還在浪，都不會(huì)等待，直接繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)代碼。

19、 如果要在等待一段時(shí)間以后執(zhí)行某些當(dāng)做，可以使用Task.Delay(時(shí)間毫秒數(shù)).ContinuwWith( 要執(zhí)行的代碼塊);

如下圖所示的代碼、注釋以及運(yùn)行輸出結(jié)果。

20、如果有多個(gè)任務(wù)在執(zhí)行期間，在任意一個(gè)線程執(zhí)行完畢以后進(jìn)行執(zhí)行某種操作，可以使用 ContinueWhenAny來(lái)進(jìn)行。

如下圖所示的代碼、注釋和運(yùn)行結(jié)果，以及圖后附有源碼。

代碼

Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>>Hello, World!");

Task[] tasks = new Task[3];
TaskFactory factory = new();
tasks[0] = factory.StartNew(x => {
    Thread.Sleep(1000);
    Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>> tasks 0");
},null);

tasks[1] = factory.StartNew(x => {
    Thread.Sleep(2000);
    Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>> tasks 1");
}, null);

tasks[2] = factory.StartNew(x => {
    Thread.Sleep(3000);
    Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>> tasks 2");
}, null);

factory.ContinueWhenAny(tasks, x =>
{
    Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>> 我不曉得要打印啥子 ~ ~ ");

});

Console.ReadLine();

21、如果要等任務(wù)全部執(zhí)行完畢以后才執(zhí)行某個(gè)代碼塊，可以使用ContinueWhenAll。

22、使用TaskWaitAny() 也可以實(shí)現(xiàn)任意任務(wù)執(zhí)行完畢以后，執(zhí)行后續(xù)動(dòng)作。但是會(huì)占用主線程資源。

如圖所示代碼，大佬們應(yīng)該可以看出來(lái)為什么了。

23、同樣的，Task也可以在等待全部任務(wù)執(zhí)行完畢以后進(jìn)行執(zhí)行后續(xù)動(dòng)作。如下圖演示。

24、Parallel允許線程并行執(zhí)行。同時(shí)最大線程執(zhí)行數(shù)量，類似于ThreadPool可以設(shè)置最大并發(fā)數(shù)量類似。其他不多說(shuō)，看以下的代碼和演示效果。

代碼

using MultiThread;

Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>>Hello, World!");

ParallelOptions parallelOptions = new();
parallelOptions.MaxDegreeOfParallelism = 3;
Parallel.Invoke(parallelOptions,
    () =>
    {
        Thread.Sleep(1000);
        Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>>  para1");
    },
    () =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>> para2");
    },
    () =>
    {
        Thread.Sleep(3000);
        Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>> para3");
    });
Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>> 我不曉得要打印啥子 ~ ~ ");

Console.ReadLine();

25、Parallel也可以遍歷執(zhí)行。

代碼

using MultiThread;

Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>>Hello, World!");

ParallelOptions parallelOptions = new();
parallelOptions.MaxDegreeOfParallelism = 3;
Parallel.For(0, 10,parallelOptions, s =>
{
    Thread.Sleep(100);
    Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>>  para{s}");
});

Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>> 我不曉得要打印啥子 ~ ~ ");

Console.ReadLine();

26、新增一個(gè)方法，用來(lái)測(cè)試多線程鎖使用。

27、在不加鎖的情況下執(zhí)行執(zhí)行以下代碼，方法體幾乎同時(shí)被執(zhí)行。但是實(shí)際上方法體如果只允許被同時(shí)一個(gè)線程訪問的話，那么這樣搞肯定是會(huì)亂子的，所以需要鎖。

28、加了鎖以后，查看到執(zhí)行的結(jié)果，時(shí)間間隔基本上是1s左右，說(shuō)明該方法體確實(shí)一次只被一個(gè)線程調(diào)用了。

29、另一種鎖（原子鎖），可以定義一個(gè)變量來(lái)進(jìn)行原子交換。它的使用場(chǎng)景，一般是在輪詢進(jìn)行處理某些業(yè)務(wù)的時(shí)候，并且同時(shí)只允許一個(gè)線程進(jìn)來(lái)，就可以使用這種鎖。

和lock鎖區(qū)別：lock鎖是代碼還沒執(zhí)行完，線程會(huì)一直等待，等執(zhí)行完了就會(huì)繼續(xù)進(jìn)來(lái)。

如果線程一直被創(chuàng)建，lock外邊會(huì)堆積越來(lái)越多的線程和資源，最嚴(yán)重的情況會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)存不斷飆升直到爆滿；

原子鎖的作用是，用于驗(yàn)證代碼塊是不是執(zhí)行完了，還沒執(zhí)行完，就不鳥他了，線程也不會(huì)等待下去，而是直接跳過(guò)這部分的代碼，繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的操作。如果后續(xù)沒事情做了，那該干嘛干嘛了。

30、原子鎖執(zhí)行效果如下，一部分線程判斷到代碼被鎖住，就跳過(guò)不管了，所以就不會(huì)有輸出。

31、測(cè)試線程取消。先開啟一些線程，以及有關(guān)的操作，如下圖所示。

32、然后執(zhí)行。結(jié)果比較尷尬，顯示都是第100號(hào)線程，這是因?yàn)門ask是多線程，在創(chuàng)建過(guò)程中，可能已經(jīng)讓i都執(zhí)行到頭了，所以再次獲取到的i都是最后的值，即100.

33、在創(chuàng)建任務(wù)之前，引入一個(gè)中間變量，用來(lái)代替被遍歷的i。然后執(zhí)行結(jié)果和其他代碼說(shuō)明，如圖所示。

34、看不到異常信息，那改成Task直接走一波，然后通過(guò)Task.WaitAll();進(jìn)行捕捉異常信息。

如代碼注釋和演示截圖所示。

代碼

Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>>Hello, World!");
try
{
    Task[] tasks = new Task[100];
    CancellationTokenSource cancellation = new CancellationTokenSource();
    for (int i = 0; i < 100; i++)
    {
        string str = i.ToString();
        tasks[i]= Task.Run(() =>
        {
            Thread.Sleep(100);
            try
            {
                if (str == "10")
                {
                    throw new Exception($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")}  >>> 第 -{str}- 號(hào)線程開始放棄治療~~  線程ID  = {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                cancellation.Cancel(); // 捕獲異常，線程后續(xù)所有的線程都取消操作
                Console.WriteLine(ex.Message);
            }
            cancellation.Token.ThrowIfCancellationRequested();
            if (cancellation.IsCancellationRequested == false)  // 默認(rèn)為false，代表正常
            {
                Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")}  >>> 第 -{str}- 號(hào)線程執(zhí)行正常~~  線程ID  = {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
            }
            else
            {
                Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")}  >>> 第 -{str}- 號(hào)線程執(zhí)行異常~~  線程ID  = {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
            }
        }, cancellation.Token);
    }
    Task.WaitAll(tasks);
    Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>> 我不曉得要打印啥子 ~ ~ ");

}
catch (AggregateException ae)
{
    foreach (var ex in ae.InnerExceptions)
    {
        Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>> {ex.Message}");
    }
}

Console.ReadLine();

35、以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容。如果對(duì)你有幫助，歡迎點(diǎn)贊、轉(zhuǎn)發(fā)、或留言。