細(xì)說多線程（一）—— 線程的定義

引言

本文主要從線程的基礎(chǔ)用法，CLR線程池當(dāng)中工作者線程與I/O線程的開發(fā)，并行操作PLINQ等多個方面介紹多線程的開發(fā)。
其中委托的BeginInvoke方法以及回調(diào)函數(shù)最為常用。
而 I/O線程可能容易遭到大家的忽略，其實(shí)在開發(fā)多線程系統(tǒng)，更應(yīng)該多留意I/O線程的操作。特別是在ASP.NET開發(fā)當(dāng)中，可能更多人只會留意在客戶端 使用Ajax或者在服務(wù)器端使用UpdatePanel。其實(shí)合理使用I/O線程在通訊項(xiàng)目或文件下載時，能盡可能地減少IIS的壓力。
并行編程是Framework4.0中極力推廣的異步操作方式，更值得更深入地學(xué)習(xí)。
希望本篇文章能對各位的學(xué)習(xí)研究有所幫助，當(dāng)中有所錯漏的地方敬請點(diǎn)評。

目錄

一、線程的定義

二、線程的基礎(chǔ)知識

三、以ThreadStart方式實(shí)現(xiàn)多線程

四、CLR線程池的工作者線程

五、CLR線程池的I/O線程

六、異步 SqlCommand

七、并行編程與PLINQ

八、計(jì)時器與鎖

一、線程的定義

 1. 1 進(jìn)程、應(yīng)用程序域與線程的關(guān)系

進(jìn)程（Process）是Windows系統(tǒng)中的一個基本概念，它包含著一個運(yùn)行程序所需要的資源。進(jìn)程之間是相對獨(dú)立的，一個進(jìn)程無法訪問另一個 進(jìn)程的數(shù)據(jù)（除非利用分布式計(jì)算方式），一個進(jìn)程運(yùn)行的失敗也不會影響其他進(jìn)程的運(yùn)行，Windows系統(tǒng)就是利用進(jìn)程把工作劃分為多個獨(dú)立的區(qū)域的。進(jìn) 程可以理解為一個程序的基本邊界。

應(yīng)用程序域（AppDomain）是一個程序運(yùn)行的邏輯區(qū)域，它可以視為一個輕量級的進(jìn)程，.NET的程序集正是在應(yīng)用程序域中運(yùn)行的，一個進(jìn)程可 以包含有多個應(yīng)用程序域，一個應(yīng)用程序域也可以包含多個程序集。在一個應(yīng)用程序域中包含了一個或多個上下文context，使用上下文CLR就能夠把某些 特殊對象的狀態(tài)放置在不同容器當(dāng)中。

線程（Thread）是進(jìn)程中的基本執(zhí)行單元，在進(jìn)程入口執(zhí)行的第一個線程被視為這個進(jìn)程的主線程。在.NET應(yīng)用程序中，都是以Main()方法 作為入口的，當(dāng)調(diào)用此方法時系統(tǒng)就會自動創(chuàng)建一個主線程。線程主要是由CPU寄存器、調(diào)用棧和線程本地存儲器（Thread Local Storage，TLS）組成的。CPU寄存器主要記錄當(dāng)前所執(zhí)行線程的狀態(tài)，調(diào)用棧主要用于維護(hù)線程所調(diào)用到的內(nèi)存與數(shù)據(jù)，TLS主要用于存放線程的狀 態(tài)信息。

進(jìn)程、應(yīng)用程序域、線程的關(guān)系如下圖，一個進(jìn)程內(nèi)可以包括多個應(yīng)用程序域，也有包括多個線程，線程也可以穿梭于多個應(yīng)用程序域當(dāng)中。但在同一個時刻，線程只會處于一個應(yīng)用程序域內(nèi)。

 
由于本文是以介紹多線程技術(shù)為主題，對進(jìn)程、應(yīng)用程序域的介紹就到此為止。關(guān)于進(jìn)程、線程、應(yīng)用程序域的技術(shù)，在“C#綜合揭秘——細(xì)說進(jìn)程、應(yīng)用程序域與上下文”會有詳細(xì)介紹。

1.2 多線程

在單CPU系統(tǒng)的一個單位時間（time slice）內(nèi)，CPU只能運(yùn)行單個線程，運(yùn)行順序取決于線程的優(yōu)先級別。如果在單位時間內(nèi)線程未能完成執(zhí)行，系統(tǒng)就會把線程的狀態(tài)信息保存到線程的本地 存儲器（TLS） 中，以便下次執(zhí)行時恢復(fù)執(zhí)行。而多線程只是系統(tǒng)帶來的一個假像，它在多個單位時間內(nèi)進(jìn)行多個線程的切換。因?yàn)榍袚Q頻密而且單位時間非常短暫，所以多線程可 被視作同時運(yùn)行。

適當(dāng)使用多線程能提高系統(tǒng)的性能，比如：在系統(tǒng)請求大容量的數(shù)據(jù)時使用多線程，把數(shù)據(jù)輸出工作交給異步線程，使主線程保持其穩(wěn)定性去處理其他問題。但需要注意一點(diǎn)，因?yàn)镃PU需要花費(fèi)不少的時間在線程的切換上，所以過多地使用多線程反而會導(dǎo)致性能的下降。
 

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