單線程vs多線程

a、多線程可以說是實作異步的一種方式；

b、共同點：多線程和異步操作兩者都可以達到避免調用線程阻塞的目的，進而提高軟體的可響應性；

c、線程消費CPU資源、異步消費硬體資源；

1、多線程和異步操作的異同

　多線程和異步操作兩者都可以達到避免調用線程阻塞的目的，進而提高軟體的可響應性。甚至有些時候我們就認為多線程和異步操作是等同的概念。但是，多線程和異步操作還是有一些差別的。而這些差別造成了使用多線程和異步操作的時機的差別。

2、異步操作的本質

　　所有的程式最終都會由計算機硬體來執行，是以為了更好的了解異步操作的本質，我們有必要了解一下它的硬體基礎。熟悉電腦硬體的朋友肯定對DMA這個詞不陌生，硬碟、光驅的技術規格中都有明确DMA的模式名額，其實網卡、聲霸卡、顯示卡也是有DMA功能的。DMA就是直接記憶體通路的意思，也就是說，擁有DMA功能的硬體在和記憶體進行資料交換的時候可以不消耗CPU資源。隻要CPU在發起資料傳輸時發送一個指令，硬體就開始自己和記憶體交換資料，在傳輸完成之後硬體會觸發一個中斷來通知操作完成。這些無須消耗CPU時間的I/O操作正是異步操作的硬體基礎。是以即使在DOS這樣的單程序（而且無線程概念）系統中也同樣可以發起異步的DMA操作。

3、線程的本質

　　線程不是一個計算機硬體的功能，而是作業系統提供的一種邏輯功能，線程本質上是程序中一段并發運作的代碼，是以線程需要作業系統投入CPU資源來運作和排程。

4、異步操作的優缺點

　　因為異步操作無須額外的線程負擔，并且使用回調的方式進行處理，在設計良好的情況下，處理函數可以不必使用共享變量（即使無法完全不用，最起碼可以減少共享變量的數量），減少了死鎖的可能。當然異步操作也并非完美無暇。編寫異步操作的複雜程度較高，程式主要使用回調方式進行處理，與普通人的思維方式有些初入，而且難以調試。

5、多線程的優缺點

　　多線程的優點很明顯，線程中的處理程式依然是順序執行，符合普通人的思維習慣，是以程式設計簡單。但是多線程的缺點也同樣明顯，線程的使用（濫用）會給系統帶來上下文切換的額外負擔。并且線程間的共享變量可能造成死鎖的出現。

6、适用範圍

　　在了解了線程與異步操作各自的優缺點之後，我們可以來探讨一下線程和異步的合理用途。我認為：當需要執行I/O操作時，使用異步操作比使用線程+同步I/O操作更合适。I/O操作不僅包括了直接的檔案、網絡的讀寫，還包括資料庫操作、Web Service、HttpRequest以及.Net Remoting等跨程序的調用。

　　而線程的适用範圍則是那種需要長時間CPU運算的場合，例如耗時較長的圖形處理和算法執行。但是往往由于使用線程程式設計的簡單和符合習慣，是以很多朋友往往會使用線程來執行耗時較長的I/O操作。這樣在隻有少數幾個并發操作的時候還無傷大雅，如果需要處理大量的并發操作時就不合适了。

7、舉個栗子

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace AsyTest
{
    /// <summary>
    /// 使用delegate可以“自動”使一個方法可以進行異步的調用
    /// </summary>
    /// <param name="i"></param>
    internal delegate void AsyFoo(int i );

    class Program
    {
        /// <summary>
        /// 輸出目前線程的資訊   
        /// </summary>
        /// <param name="name">方法名稱﹤</param>
        private static void PrintCurrentThreadInfo(string name)
        {
            Console.WriteLine("線程 Id of " + name + " is: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + ", current thread is "
              + (Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "" : "not ") + "thread pool thread."); 
        }

        /// <summary>
        /// 測試方法，Sleep一定時間   
        /// </summary>
        /// <param name="i">時間</param> 
        private static void Foo(int i)
        {
            PrintCurrentThreadInfo("Foo()");
            Thread.Sleep(i);
            Console.WriteLine("……………………");
        }

        /// <summary>
        /// 回調函數
        /// </summary>
        /// <param name="ar"></param>
        static void FooCallBack(IAsyncResult ar)
        {
            PrintCurrentThreadInfo("FooCallBack()");
            AsyFoo caller = (AsyFoo)ar.AsyncState;
            caller.EndInvoke(ar);
        }

        /// <summary>
        /// 投遞一個異步調用   
        /// </summary>
        private static void PostAsync()
        {
            AsyFoo asy=new AsyFoo(Foo);
            asy.BeginInvoke(1000, new AsyncCallback(FooCallBack), asy);
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            PrintCurrentThreadInfo("Main入口");

            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                PostAsync();
            }
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

8、栗子熟了

參考文檔：http://www.cnblogs.com/ydhliphonedev/archive/2011/09/22/2185455.html

作者：PEPE

出處：http://pepe.cnblogs.com/

本文版權歸作者和部落格園共有，歡迎轉載，但未經作者同意必須保留此段聲明，且在文章頁面明顯位置給出原文連接配接，否則保留追究法律責任的權利。