.NET 6 多线程的几种打开方式
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2022-06-24 14:42
前言
多线程无处不在，平常的开发过程中，应该算是最常用的基础技术之一了。以下通过Thread、ThreadPool、再到Task、Parallel、线程锁、线程取消等方面，一步步进行演示多线程的一些基础操作。欢迎大家围观。
如果大佬们有其他关于多线程的拓展，也欢迎在评论区进行留言，大佬们的知识互助，是.NET生态发展的重要一环，欢迎大佬们进行留言，帮助更多的人。
以下博客内容使用的一些环境：
系统环境：WIN 10
.NET 环境：.NET 6
VS 环境：VS 2022
其他：没了
正文
1、先创建一个.NET 6控制台项目，用来当做该博客文章的实验使用。
2、快速创建一个线程。ParameterizedThreadStart是一个委托，传入的参数是一个object类型。
代码
ParameterizedThreadStart threadStart = new((obj) => {
Console.WriteLine($"当前线程 的 ID = {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
});
Thread thread = new Thread(threadStart);
thread.Start();
Console.WriteLine($"线程ID = {thread.ManagedThreadId}");
Console.ReadLine();
3、以上代码执行结果下图所示
4、新建一个类TestThread以及一个测试方法，用来做测试使用。
5、在program里面，把输出改成调用上面的方法再进行测试一下。
6、执行以后的输出结果，如下图所示
7、线程的等待(睡眠)。最简单的方式，是直接 Thread.Sleep(毫秒);
8、Thread的Join方法。代表线程执行完毕以后，才可以继续执行后续的代码。
如下图所示，在thread线程内部执行完成以后，很快就接着执行最后的打印输出方法了。
可以和以上的第7点进行比较输出结果。
9、Thread的Join方法，还可以传入参数，参数是毫秒值。
代表等下当前线程执行多长时间，如果超出设定的毫秒数，就不等了，直接执行后续的代码。
10、新增一个Test2方法，用来测试线程池ThreadPool使用。
11、WaitCallback也是一个委托。传入需要在线程池内执行的方法名称。
以下代码内，“线程池”字符串为执行的方法对应的参数。
代码
using MultiThread;
Console.WriteLine("Hello, World!");
ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(TestThread.Test2),"线程池");
Console.ReadLine();
12、除了直接传入回调方法，也可以直接在线程池开启的方法内，直接写代码块来当做多线程执行的部分。如下图所示，睡眠1000ms以及执行的方法，在线程池内运行。
13、线程池内，可以通过设置Manual信号量，来识别线程池内的线程时候执行完成。
一般用 .Set(); 和 .WaitOne(); 结对进行，如下图代码、注释部分以及执行结果。(可以对比输出时间)
14、使用Task快读创建一个线程。
如下图所示。最简单的方法：Task.Run(()=>{ 代码块；});
15、也可以用以下方式，手动进行start启动，如图的代码所示。
16、也可以使用Task.Factory创建一个任务工厂来实现。
17、如果需要等待子线程执行完毕，才执行后续操作,可以使用Wait(); 来实现。
18、如果只想等待子线程执行指定的时间，可以通过使用 Wait(毫秒数); 来实现。
这样等待，例如500ms以后，不管子线程是不是还在浪，都不会等待，直接继续执行后续代码。
19、 如果要在等待一段时间以后执行某些当做，可以使用Task.Delay(时间毫秒数).ContinuwWith( 要执行的代码块);
如下图所示的代码、注释以及运行输出结果。
20、如果有多个任务在执行期间，在任意一个线程执行完毕以后进行执行某种操作，可以使用 ContinueWhenAny来进行。
如下图所示的代码、注释和运行结果，以及图后附有源码。
代码
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($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>> 我不晓得要打印啥子 ~ ~ ");
});
Console.ReadLine();
21、如果要等任务全部执行完毕以后才执行某个代码块，可以使用ContinueWhenAll。
22、使用TaskWaitAny() 也可以实现任意任务执行完毕以后，执行后续动作。但是会占用主线程资源。
如图所示代码，大佬们应该可以看出来为什么了。
23、同样的，Task也可以在等待全部任务执行完毕以后进行执行后续动作。如下图演示。
24、Parallel允许线程并行执行。同时最大线程执行数量，类似于ThreadPool可以设置最大并发数量类似。其他不多说，看以下的代码和演示效果。
代码
using MultiThread;
Console.WriteLine($"{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")} >>> 我不晓得要打印啥子 ~ ~ ");
Console.ReadLine();
25、Parallel也可以遍历执行。
代码
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($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>> 我不晓得要打印啥子 ~ ~ ");
Console.ReadLine();
26、新增一个方法，用来测试多线程锁使用。
27、在不加锁的情况下执行执行以下代码，方法体几乎同时被执行。但是实际上方法体如果只允许被同时一个线程访问的话，那么这样搞肯定是会乱子的，所以需要锁。
28、加了锁以后，查看到执行的结果，时间间隔基本上是1s左右，说明该方法体确实一次只被一个线程调用了。
29、另一种锁（原子锁），可以定义一个变量来进行原子交换。它的使用场景，一般是在轮询进行处理某些业务的时候，并且同时只允许一个线程进来，就可以使用这种锁。
和lock锁区别：lock锁是代码还没执行完，线程会一直等待，等执行完了就会继续进来。
如果线程一直被创建，lock外边会堆积越来越多的线程和资源，最严重的情况会导致系统内存不断飙升直到爆满；
原子锁的作用是，用于验证代码块是不是执行完了，还没执行完，就不鸟他了，线程也不会等待下去，而是直接跳过这部分的代码，继续执行后续的操作。如果后续没事情做了，那该干嘛干嘛了。
30、原子锁执行效果如下，一部分线程判断到代码被锁住，就跳过不管了，所以就不会有输出。
31、测试线程取消。先开启一些线程，以及有关的操作，如下图所示。
32、然后执行。结果比较尴尬，显示都是第100号线程，这是因为Task是多线程，在创建过程中，可能已经让i都执行到头了，所以再次获取到的i都是最后的值，即100.
33、在创建任务之前，引入一个中间变量，用来代替被遍历的i。然后执行结果和其他代码说明，如图所示。
34、看不到异常信息，那改成Task直接走一波，然后通过Task.WaitAll();进行捕捉异常信息。
如代码注释和演示截图所示。
代码
Console.WriteLine($"{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($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>> 第 -{str}- 号线程开始放弃治疗~~ 线程ID = {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
}
}
catch (Exception ex)
{
cancellation.Cancel(); // 捕获异常，线程后续所有的线程都取消操作
Console.WriteLine(ex.Message);
}
cancellation.Token.ThrowIfCancellationRequested();
if (cancellation.IsCancellationRequested == false) // 默认为false，代表正常
{
Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>> 第 -{str}- 号线程执行正常~~ 线程ID = {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
}
else
{
Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>> 第 -{str}- 号线程执行异常~~ 线程ID = {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
}
}, cancellation.Token);
}
Task.WaitAll(tasks);
Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss,fff")} >>> 我不晓得要打印啥子 ~ ~ ");
}
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();
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转自：果糖大数据科技
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