《CLR Via C# 第3版》笔记之（十七） - 线程基础

最近项目中要用到线程相关的知识，所以先看了本书后面线程的内容，并做了一些总结。

主要内容：

线程开销

线程的创建

前台和后台线程 

如果没有线程，当应用程序出现死循环时，应用程序所在的进程会一直占据CPU，导致"死机"的现象。

那么线程是如何避免这种"死机"现象，使得应用程序能更好的响应用户的请求呢？

Windows系统中引入了线程的概念后，每个进程至少有一个专有线程（相当于这个进程专用的CPU），

系统已线程为单位分配CPU时间片，如果一个应用程序进入无限循环，那么它的专有线程会"死机"。

但是其它进程的专有线程不会"死机"，所以系统不会停止响应，也不会出现"死机"。

线程还可以增加程序的并发性，对于多CPU的场合，能够提高程序的性能，但同时也会使程序更加复杂。

相对于进程，线程确实是很"轻量"，但是如果在进程中蛮目的增加线程，同样会对系统资源带来很大的负担。

下面来看看Windows系统中线程的开销有多大?

线程主要包含以下几个要素：

线程内核对象。x86（约700字节），x64（约1240字节），IA64（约2500字节）

包含线程的属性及上下文信息，其中上下文信息包含当前CPU的寄存器信息等。

当CPU切换线程时，需要将当前线程的寄存器信息保存到上下文中，同时将新线程的上下文复制到CPU寄存器中。

线程环境块。x86和x64（4KB），IA64（8KB）

在用户模式中分配，包含线程的异常处理链首，线程本地存储的数据，GDI和OpenGL图形使用的一些数据结构。

用户模式栈。1MB

存储方法的实参和局部变量，以及返回的地址。

内核模式栈。32bit（12KB），64bit（24KB）

与内核交互时的数据（比如传递给内核的参数）。

DLL的attach和detach通知。

创建线程时，调用当前进程加载的所有DLL的DllMain方法，并传递DLL_THREAD_ATTACH标志。

终止线程时，调用当前进程加载的所有DLL的DllMain方法，并传递DLL_THREAD_DETACH标志。

通过上面的分析，我们发现每个线程至少占用1MB的内存，资源的消耗并不小，所有要理性的使用它们，只在必须要用线程的地方使用它们。

C#中使用线程非常简单，利用System.Threading.Tread类即可。

Thread的构造函数的参数有2种委托：

(1) 一种是有参数的委托

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<code>public</code> <code>delegate</code> <code>void</code> <code>ParameterizedThreadStart(</code><code>object</code> <code>obj);</code>

(2) 一种是无参数的委托

<code>public</code> <code>delegate</code> <code>void</code> <code>ThreadStart()</code>

例子如下：

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<code>using</code> <code>System;</code>

<code>using</code> <code>System.Threading;</code>

<code>class</code> <code>CLRviaCSharp_17</code>

<code>{</code>

<code>    </code><code>static</code> <code>void</code> <code>Main(</code><code>string</code><code>[] args)</code>

<code>    </code><code>{</code>

<code>        </code><code>Console.WriteLine(</code><code>"This is Main Thread!"</code><code>);</code>

<code>        </code> 

<code>        </code><code>// 有参数的委托</code>

<code>        </code><code>Thread t1 =</code><code>new</code> <code>Thread(SubThreadMethod);</code>

<code>        </code><code>t1.Start(</code><code>"sub thread parameter"</code><code>);</code>

<code>        </code><code>// 无参数的委托</code>

<code>        </code><code>Thread t2 =</code><code>new</code> <code>Thread(SubThreadMethod2);</code>

<code>        </code><code>t2.Start();</code>

<code>        </code><code>Thread.Sleep(4000);</code>

<code>        </code><code>Console.WriteLine(</code><code>"Main Thread complete!"</code><code>);</code>

<code>        </code><code>Console.ReadKey(</code><code>true</code><code>);</code>

<code>    </code><code>}</code>

<code>    </code><code>private</code> <code>static</code> <code>void</code> <code>SubThreadMethod(</code><code>object</code> <code>param)</code>

<code>        </code><code>Console.WriteLine(</code><code>"This is Sub Thread with parameter : {0}"</code><code>, param);</code>

<code>        </code><code>Thread.Sleep(1000);</code>

<code>    </code><code>private</code> <code>static</code> <code>void</code> <code>SubThreadMethod2()</code>

<code>        </code><code>Console.WriteLine(</code><code>"This is Sub Thread without parameter!"</code><code>);</code>

<code>}</code>

其中Thread t1和t2的执行顺序是不定的，可能t1先执行，也可能t2先执行。

虽然目前一个CLR中的线程直接对应于一个Windows中的线程，但是以后是有可能分离的。

而我们目前在C#中使用的线程都是CLR线程。

CLR线程分为前台线程和后台线程2种。上面例子中直接创建的线程默认为前台线程，用线程池创建的线程默认为后台线程。

我们应尽量避免使用前台线程，多使用后台线程。

原因在于：一个进程只有当它的所有前台线程全部终止后才会终止，如果有一个前台线程陷入死循环，那么这个进程就无法自动终止。

下面来看我们验证的例子：

首先验证前台线程，新建100个前台线程，每个线程Sleep 5秒，主线程在新建完100个线程后就结束。

<code>        </code><code>for</code> <code>(</code><code>int</code> <code>i = 0; i &lt; 100; i++)</code>

<code>        </code><code>{</code>

<code>            </code><code>Thread t =</code><code>new</code> <code>Thread(ThreadMethod);</code>

<code>            </code><code>t.Start();</code>

<code>        </code><code>}</code>

<code>    </code><code>private</code> <code>static</code> <code>void</code> <code>ThreadMethod()</code>

<code>        </code><code>Thread.Sleep(5000);</code>

程序运行后并没有立即结束，而是等了5秒才结束。（原因在于有前台线程没终止，进程无法自动终止）

再验证后台进程，代码差不多，只是在新建线程后把线程的IsBackground属性改为True。

<code>            </code><code>// 将新建的线程标记为后台线程</code>

<code>            </code><code>t.IsBackground =</code><code>true</code><code>;</code>

程序运行后立即结束，没有等后台线程5秒。（原因在于所有前台线程已终止，后台进程也自动终止了）

本文转自wang_yb博客园博客，原文链接：http://www.cnblogs.com/wang_yb/archive/2011/10/28/2227846.html，如需转载请自行联系原作者