C# 多线程学习(1) :多线程的相关概念

什么是进程?

当一个程序开始运行时,它就是一个进程,进程包括运行中的程序和程序所使用到的内存和系统资源。
而一个进程又是由多个线程所组成的。

什么是线程?

线程是程序中的一个执行流,每个线程都有自己的专有寄存器(栈指针、程序计数器等),但代码区是共享的,即不同的线程可以执行同样的函数。

什么是多线程?

多线程是指程序中包含多个执行流,即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务,也就是说允许单个程序创建多个并行执行的线程来完成各自的任务。

多线程的好处:

可以提高CPU的利用率。在多线程程序中,一个线程必须等待的时候,CPU可以运行其它的线程而不是等待,这样就大大提高了程序的效率。

多线程的不利方面:

  • 线程也是程序,所以线程需要占用内存,线程越多占用内存也越多;
  • 多线程需要协调和管理,所以需要CPU时间跟踪线程;
  • 线程之间对共享资源的访问会相互影响,必须解决竞用共享资源的问题;
  • 线程太多会导致控制太复杂,最终可能造成很多Bug;

接下来将对C#编程中的多线程机制进行探讨。为了省去创建GUI那些繁琐的步骤,更清晰地逼近线程的本质,接下来的所有程序都是控制台程序,程序最后的Console.ReadLine()是为了使程序中途停下来,以便看清楚执行过程中的输出。

任何程序在执行时,至少有一个主线程。

一个直观印象的线程示例:

输出如下:

在这里,我们通过Thread类的静态属性CurrentThread获取了当前执行的线程,对其Name属性赋值“System Thread”,最后还输出了它的当前状态(ThreadState)。

所谓静态属性,就是这个类所有对象所公有的属性,不管你创建了多少个这个类的实例,但是类的静态属性在内存中只有一个。很容易理解CurrentThread为什么是静态的——虽然有多个线程同时存在,但是在某一个时刻,CPU只能执行其中一个。

在程序的头部,我们使用了如下命名空间:

在.net framework class library中,所有与多线程机制应用相关的类都是放在System.Threading命名空间中的。如果你想在你的应用程序中使用多线程,就必须包含这个类。

我们通过其中提供的Thread类来创建和控制线程,ThreadPool类用于管理线程池等。
(此外还提供解决了线程执行安排,死锁,线程间通讯等实际问题的机制。)

 

Thread类有几个至关重要的方法,描述如下:

  • Start():启动线程;
  • Sleep(int):静态方法,暂停当前线程指定的毫秒数;
  • Abort():通常使用该方法来终止一个线程;
  • Suspend():该方法并不终止未完成的线程,它仅仅挂起线程,以后还可恢复;
  • Resume():恢复被Suspend()方法挂起的线程的执行;
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