前言:
目前大家对“foreach异步问题”大致比较注重,各位老铁们都想要剖析一些“foreach异步问题”的相关知识。那么小编在网上收集了一些对于“foreach异步问题””的相关知识,希望你们能喜欢,咱们快快来了解一下吧!1.概念
进程,线程,应用程序的定义网上有很多资料,但是有些抽象。通俗的来讲,进程就是 一旦一个应用程序开始运行,那么这个应用程序就会存在一个属于这个应用程序的进程。线程就是进程中的基本执行单元,每个进程中都至少存在着一个线程,这个线程是根据进程创建而创建的,所以这个线程我们称之为主线程。那么多线程就是包含有除了主线程之外的其他线程。如果一个线程可以执行一个任务,那么多线程就是可以同时执行多个任务。
2.C# 中的线程
Thread 类,Thread 类是用于控制线程的基础类,它存在于 System.Threading 命名空间。通过 Thread 可以控制当前应用程序域中线程的创建、挂起、停止、销毁。
Thread 一些常用属性:
Thread 一些常用方法:
Thread 的优先级:
3.多线程的基本示例3.1 创建线程
创建一个控制台应用程序,
namespace MultiThreadDemo{ class Program { static void Main(string[] args) { ThreadDemoClass demoClass = new ThreadDemoClass(); /////如下两种方法都可以创建线程,二选一即可 /////////////////创建线程 方法1 S ////通过类方法直接创建线程 //Thread thread = new Thread(demoClass.Run); /////////////////创建线程 方法1 E ///////////////创建线程 方法2 S //创建一个委托,并把要执行的方法作为参数传递给这个委托 ThreadStart threadStart = new ThreadStart(demoClass.Run); Thread thread = new Thread(threadStart); ///////////////创建线程 方法2 E //设置为后台线程 thread.IsBackground = true; //开始线程 thread.Start(); ////等待直到线程完成 //thread.Join(); Console.WriteLine("Main thread working..."); Console.WriteLine("Main thread ID is:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString()); Console.ReadKey(); } } public class ThreadDemoClass { public void Run() { Console.WriteLine("Child thread working..."); Console.WriteLine("Child thread ID is:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString()); } }}
运行结果:
说明:
1)主线程创建了一个子线程并启动了它,但是主线程没有等到子线程执行完成,而是继续再往下执行的------线程异步或同步
2)如果要等子线程执行完成后再执行主线程-----通过线程的join()方法,方法不难,不单独展开
3)上面创建进程的方法没有带参数和返回值------参考3.2节
4)thread.IsBackground = true,即把当前线程设置为后台线程,因为使用 thread.Start() 启动的线程默认为前台线程。区别:前台线程就是系统会等待所有的前台线程运行结束后,应用程序域才会自动卸载。而设置为后台线程之后,应用程序域会在主线程执行完成时被卸载,而不会等待异步线程的执行完成。
3.2 创建带参数和返回值的线程
上面的这种使用多线程的方式只是简单的输出一段内容而已,多数情况下我们需要对线程调用的方法传入参数和接收返回值的,但是上面这种方法是不接受参数并且没有返回值的,那么我们可以使用 ParameterizedThreadStart 委托来创建多线程,这个委托可以接受一个 object 类型的参数,我们可以在这上面做文章,看如下示例,
3.2.1 一个参数
参考如下示例代码,
namespace MultiThreadDemo{ class Program { static void Main(string[] args) { ThreadParameterDemoClass demoClass = new ThreadParameterDemoClass(); //创建一个委托,并把要执行的方法作为参数传递给这个委托 ParameterizedThreadStart threadStart = new ParameterizedThreadStart(demoClass.Run); //创建一个新的线程 Thread thread = new Thread(threadStart); //开始线程,并传入参数 thread.Start("shufac"); Console.WriteLine("Main thread working..."); Console.WriteLine("Main thread ID is:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString()); Console.ReadKey(); } } public class ThreadParameterDemoClass { public void Run(object obj) { string name = obj as string; Console.WriteLine("Child thread working..."); Console.WriteLine("My name is " + name); Console.WriteLine("Child thread ID is:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString()); } }}
运行结果:
从上面的运行结果可以看到在多线程实现了参数的传递,可是它也只有一个参数,并且它接受的参数是 object 类型的(万类之源),也就是说既可以是值类型或引用类型,也可以是自定义类型。(当然,自定义类型其实也是属于引用类型的)下面我们使用自定义类型作为参数传递。
3.2.2 自定义类型参数传递
参考如下示例代码:
namespace MultiThreadDemo{ class Program { static void Main(string[] args) { ThreadSelfDefParameterDemoClass demoClass = new ThreadSelfDefParameterDemoClass(); //创建一个委托,并把要执行的方法作为参数传递给这个委托 ParameterizedThreadStart threadStart = new ParameterizedThreadStart(demoClass.Run); //创建一个新的线程 Thread thread = new Thread(threadStart); UserInfo userInfo = new UserInfo(); userInfo.Name = "shufac"; userInfo.Age = 30; //开始线程,并传入参数 thread.Start(userInfo); Console.WriteLine("Main thread working..."); Console.WriteLine("Main thread ID is:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString()); Console.ReadKey(); } } public class ThreadSelfDefParameterDemoClass { public void Run(object obj) { UserInfo userInfo = (UserInfo)obj; Console.WriteLine("Child thread working..."); Console.WriteLine("My name is " + userInfo.Name); Console.WriteLine("I'm " + userInfo.Age + " years old this year"); Console.WriteLine("Child thread ID is:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString()); } } public class UserInfo { public string Name { get; set; } public int Age { get; set; } }}
运行结果:
3.2.3 带参数和返回值的线程
可以使用成员变量来试试 获取线程的返回值,参考如下示例代码,
class Program{ List<UserInfo> userInfoList = new List<UserInfo>(); static void Main(string[] args) { Program program = new Program(); ParameterizedThreadStart threadStart = new ParameterizedThreadStart(program.Run); Thread thread = null; UserInfo userInfo = null; for (int i = 0; i < 3; i++) { userInfo = new UserInfo(); userInfo.Name = "Brambling" + i.ToString(); userInfo.Age = 33 + i; thread = new Thread(threadStart); thread.Start(userInfo); thread.Join(); } foreach (UserInfo user in program.userInfoList) { Console.WriteLine("My name is " + user.Name); Console.WriteLine("I'm " + user.Age + " years old this year"); Console.WriteLine("Thread ID is:" + user.ThreadId); } Console.ReadKey(); } public void Run(object obj) { UserInfo userInfo = (UserInfo)obj; userInfo.ThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId; userInfoList.Add(userInfo); }}
运行结果:
用上面这种方法勉强可以满足返回值的需求,但是却有很大的局限性,因为这里我使用的是成员变量,所以也就限制了线程调用的方法必须是在同一个类里面。
所以也就有了下面的方法,使用委托异步调用的方法(参考第3.4节------异步委托)。
小结:
1)传一个参数的方法,任何内置类型的数据应该都是可以的
2)使用自定义类型作为参数传递,理论上更多个参数也都是可以实现的
3)使用 ThreadStart 和 ParameterizedThreadStart 创建线程还是比较简单的,但是由于线程的创建和销毁需要耗费一定的开销,过多地使用线程反而会造成内存资源的浪费,从而影响性能,出于对性能的考虑,于是引入了线程池的概念。
3.3线程池
线程池并不是在 CLR 初始化的时候立刻创建线程的,而是在应用程序要创建线程来执行任务的时候,线程池才会初始化一个线程,初始化的线程和其他线程一样,但是在线程完成任务之后不会自行销毁,而是以挂起的状态回到线程池。当应用程序再次向线程池发出请求的时候,线程池里挂起的线程会再度激活执行任务。这样做可以减少线程创建和销毁所带来的开销。线程池建立的线程默认为后台线程。
示例代码:
namespace MultiThreadDemo{ class Program { static void Main(string[] args) { ThreadPoolDemoClass demoClass = new ThreadPoolDemoClass(); //设置当没有请求时线程池维护的空闲线程数 //第一个参数为辅助线程数 //第二个参数为异步 I/O 线程数 ThreadPool.SetMinThreads(5, 5); //设置同时处于活动状态的线程池的线程数,所有大于次数目的请求将保持排队状态,直到线程池变为可用 //第一个参数为辅助线程数 //第二个参数为异步 I/O 线程数 ThreadPool.SetMaxThreads(100, 100); //使用委托绑定线程池要执行的方法(无参数) WaitCallback waitCallback1 = new WaitCallback(demoClass.Run1); //将方法排入队列,在线程池变为可用时执行 ThreadPool.QueueUserWorkItem(waitCallback1); //使用委托绑定线程池要执行的方法(有参数) WaitCallback waitCallback2 = new WaitCallback(demoClass.Run1); //将方法排入队列,在线程池变为可用时执行 ThreadPool.QueueUserWorkItem(waitCallback2, "Brambling"); UserInfo userInfo = new UserInfo(); userInfo.Name = "Brambling"; userInfo.Age = 33; //使用委托绑定线程池要执行的方法(有参数,自定义类型的参数) WaitCallback waitCallback3 = new WaitCallback(demoClass.Run2); //将方法排入队列,在线程池变为可用时执行 ThreadPool.QueueUserWorkItem(waitCallback3, userInfo); Console.WriteLine(); Console.WriteLine("Main thread working..."); Console.WriteLine("Main thread ID is:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString()); Console.ReadKey(); } } public class ThreadPoolDemoClass { public void Run1(object obj) { string name = obj as string; Console.WriteLine(); Console.WriteLine("Child thread working..."); Console.WriteLine("My name is " + name); Console.WriteLine("Child thread ID is:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString()); } public void Run2(object obj) { UserInfo userInfo = (UserInfo)obj; Console.WriteLine(); Console.WriteLine("Child thread working..."); Console.WriteLine("My name is " + userInfo.Name); Console.WriteLine("I'm " + userInfo.Age + " years old this year"); Console.WriteLine("Child thread ID is:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString()); } } public class UserInfo { public string Name { get; set; } public int Age { get; set; } }}
运行结果:
使用线程池建立的线程也可以选择传递参数或不传递参数,并且参数也可以是值类型或引用类型(包括自定义类型)。看上面的结果发现了什么?没错,第一次执行的方法的线程ID为4,最后一次执行的方法的线程ID也为4。这就说明第一次请求线程池的时候,线程池建立了一个线程,当它执行完成之后就以挂起状态回到了线程池,在最后一次请求的时候,再次唤醒了该线程执行任务。这样就很容易理解了。
小结:线程池的引入主要解决频繁创建线程造成的内存资源的浪费,是个辅助功能,特殊的应用场景比较有用,用于提升性能。
3.4 异步委托
委托的异步调用有两个比较重要的方法:BeginInvoke() 和 EndInvoke()。
3.4.1 异步委托完成参数传递示例
参考如下示例代码:
class Program{ //定义一个委托类 private delegate UserInfo MyDelegate(UserInfo userInfo); static void Main(string[] args) { ThreadDemoClass demoClass = new ThreadDemoClass(); List<UserInfo> userInfoList = new List<UserInfo>(); UserInfo userInfo = null; UserInfo userInfoRes = null; //创建一个委托并绑定方法 MyDelegate myDelegate = new MyDelegate(demoClass.Run); for (int i = 0; i < 3; i++) { userInfo = new UserInfo(); userInfo.Name = "Brambling" + i.ToString(); userInfo.Age = 33 + i; //传入参数并执行异步委托 IAsyncResult result = myDelegate.BeginInvoke(userInfo,null,null); //异步操作是否完成 while (!result.IsCompleted) { Thread.Sleep(100); Console.WriteLine("Main thread working..."); Console.WriteLine("Main thread ID is:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString()); Console.WriteLine(); } //结束异步委托,并获取返回值 userInfoRes = myDelegate.EndInvoke(result); userInfoList.Add(userInfoRes); } foreach (UserInfo user in userInfoList) { Console.WriteLine("My name is " + user.Name); Console.WriteLine("I'm " + user.Age + " years old this year"); Console.WriteLine("Thread ID is:" + user.ThreadId); } Console.ReadKey(); }}public class ThreadDemoClass{ public UserInfo Run(UserInfo userInfo) { userInfo.ThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId; Console.WriteLine("Child thread working..."); Console.WriteLine("Child thread ID is:" + userInfo.ThreadId); Console.WriteLine(); return userInfo; }}
执行结果:
BeginInvoke() 方法用于异步委托的执行开始,EndInvoke() 方法用于结束异步委托,并获取异步委托执行完成后的返回值。IAsyncResult.IsCompleted 用于监视异步委托的执行状态(true / false),这里的时间是不定的,也就是说一定要等到异步委托执行完成之后,这个属性才会返回 true。如果异步委托的方法耗时较长,那么主线程会一直工作下去。BeginInvoke() 是可以接受多个参数的,它的参数个数和参数类型取决于定义委托时的参数个数和类型,无论它有多少个参数,最后两个参数都是不变的,下面我们会说到。
3.4.2异步委托自定义指定单个线程等待时间
我们还可以用下面的方法 WaitOne(),自定义一个等待的时间,如果在这个等待时间内异步委托没有执行完成,那么就会执行 while 里面的主线程的逻辑,反之就不会执行。
class Program{ //定义一个委托类 private delegate UserInfo MyDelegate(UserInfo userInfo); static void Main(string[] args) { ThreadDemoClass demoClass = new ThreadDemoClass(); List<UserInfo> userInfoList = new List<UserInfo>(); UserInfo userInfo = null; UserInfo userInfoRes = null; //创建一个委托并绑定方法 MyDelegate myDelegate = new MyDelegate(demoClass.Run); for (int i = 0; i < 3; i++) { userInfo = new UserInfo(); userInfo.Name = "Brambling" + i.ToString(); userInfo.Age = 33 + i; //传入参数并执行异步委托 IAsyncResult result = myDelegate.BeginInvoke(userInfo,null,null); //阻止当前线程,直到 WaitHandle 收到信号,参数为指定等待的毫秒数 while (!result.AsyncWaitHandle.WaitOne(1000)) { Console.WriteLine("Main thread working..."); Console.WriteLine("Main thread ID is:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString()); Console.WriteLine(); } //结束异步委托,并获取返回值 userInfoRes = myDelegate.EndInvoke(result); userInfoList.Add(userInfoRes); } foreach (UserInfo user in userInfoList) { Console.WriteLine("My name is " + user.Name); Console.WriteLine("I'm " + user.Age + " years old this year"); Console.WriteLine("Thread ID is:" + user.ThreadId); } Console.ReadKey(); }}public class ThreadDemoClass{ public UserInfo Run(UserInfo userInfo) { userInfo.ThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId; Console.WriteLine("Child thread working..."); Console.WriteLine("Child thread ID is:" + userInfo.ThreadId); Console.WriteLine(); return userInfo; }}
运行结果:
WaitOne() 方法只能用于监视当前线程的对象,如果要监视多个对象可以使用 WaitAny(WaitHandle[], int)或 WaitAll (WaitHandle[] , int) 这两个方法。
3.4.3异步委托自定义指定多个线程等待时间
WaitOne() 方法只能用于监视当前线程的对象,如果要监视多个对象可以使用 WaitAny(WaitHandle[], int)或 WaitAll (WaitHandle[] , int) 这两个方法。
参考如下示例代码,
class Program{ //定义一个委托类 private delegate UserInfo MyDelegate(UserInfo userInfo); static void Main(string[] args) { ThreadDemoClass demoClass = new ThreadDemoClass(); List<UserInfo> userInfoList = new List<UserInfo>(); UserInfo userInfo = null; UserInfo userInfoRes = null; //创建一个委托并绑定方法 MyDelegate myDelegate = new MyDelegate(demoClass.Run); for (int i = 0; i < 3; i++) { userInfo = new UserInfo(); userInfo.Name = "Brambling" + i.ToString(); userInfo.Age = 33 + i; //传入参数并执行异步委托 IAsyncResult result = myDelegate.BeginInvoke(userInfo,null,null); IAsyncResult result1 = myDelegate.BeginInvoke(userInfo, null, null); //定义要监视的对象,不能包含对同一对象的多个引用 WaitHandle[] waitHandles = new WaitHandle[] { result.AsyncWaitHandle, result1.AsyncWaitHandle }; while (!WaitHandle.WaitAll(waitHandles,1000)) { Console.WriteLine("Main thread working..."); Console.WriteLine("Main thread ID is:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString()); Console.WriteLine(); } //结束异步委托,并获取返回值 userInfoRes = myDelegate.EndInvoke(result); userInfoList.Add(userInfoRes); userInfoRes = myDelegate.EndInvoke(result1); userInfoList.Add(userInfoRes); } foreach (UserInfo user in userInfoList) { Console.WriteLine("My name is " + user.Name); Console.WriteLine("I'm " + user.Age + " years old this year"); Console.WriteLine("Thread ID is:" + user.ThreadId); } Console.ReadKey(); }}public class ThreadDemoClass{ public UserInfo Run(UserInfo userInfo) { userInfo.ThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId; Console.WriteLine("Child thread working..."); Console.WriteLine("Child thread ID is:" + userInfo.ThreadId); Console.WriteLine(); return userInfo; }}
运行结果:
WaitAll() 方法和 WaitAny() 方法都可以监视多个对象,不同的是 WaitAll() 方法需要等待所有的监视对象都收到信号之后才会返回 true,否则返回 false。而 WaitAny() 则是当有一个监视对象收到信号之后就会返回一个 int 值,这个 int 值代表的是当前收到信号的监视对象的索引。注意:在定义监视对象的时候,不能包含对同一个对象的多个引用,我这里是定义的两个示例,所以是不同的对象。
接下来我们看上面的执行结果。为什么主线程没有“工作”呢?这里你可以在异步委托调用的 Run() 方法里面为线程设置一个几秒钟或者更长地挂起时间。然后在设置监视对象这里设置一个小于线程挂起的时间,然后调试你就能发现问题的所在了。其实也不算是问题,只是之前的理解有误。
其实 WaitAll() 方法和 WaitAny() 方法设置监视对象,然后指定一个时间(毫秒值),这里的意思是当所有的监视对象在指定的时间内都接收到信号时(这里是指 WaitAll() 方法),就不会执行 while 里面的主线程的工作,反之就会执行。
这里你可能会有疑问,如果是这样,那我把前面的逻辑非运算符去掉那不就相反了么。这么理解逻辑上是没错的,但是我还是要说的是,尽量不要去尝试,因为这会是个死循环。WaitAny() 这个方法也是一样的理解,不同的是,它不需要等到所有的监视对象都收到信号,它只需要一个监视对象收到信号就够了,这里就不在演示了。
上面的方法可以看出,我们虽然使用的是异步的方式调用的方法,但是依旧需要等待异步的方法返回执行的结果,尽管我们可以不阻塞主线程,但是还是觉得不太方便。所以也就有了本篇博客最后一个要点,异步委托的回调函数。
3.4.4异步委托回调函数
示例代码如下,
class Program{ //定义一个委托类 private delegate UserInfo MyDelegate(UserInfo userInfo);static void Main(string[] args) { ThreadDemoClass demoClass = new ThreadDemoClass(); UserInfo userInfo = null; //创建一个委托并绑定方法 MyDelegate myDelegate = new MyDelegate(demoClass.Run); //创建一个回调函数的委托 AsyncCallback asyncCallback = new AsyncCallback(Complete); for (int i = 0; i < 3; i++) { userInfo = new UserInfo(); userInfo.Name = "Brambling" + i.ToString(); userInfo.Age = 33 + i; //传入参数并执行异步委托,并设置回调函数 IAsyncResult result = myDelegate.BeginInvoke(userInfo, asyncCallback, null); } Console.WriteLine("Main thread working..."); Console.WriteLine("Main thread ID is:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString()); Console.WriteLine(); Console.ReadKey(); } public static void Complete(IAsyncResult result) { UserInfo userInfoRes = null; AsyncResult asyncResult = (AsyncResult)result; //获取在其上调用异步调用的委托对象 MyDelegate myDelegate = (MyDelegate)asyncResult.AsyncDelegate; //结束在其上调用的异步委托,并获取返回值 userInfoRes = myDelegate.EndInvoke(result); Console.WriteLine("My name is " + userInfoRes.Name); Console.WriteLine("I'm " + userInfoRes.Age + " years old this year"); Console.WriteLine("Thread ID is:" + userInfoRes.ThreadId); }}public class ThreadDemoClass{ public UserInfo Run(UserInfo userInfo) { userInfo.ThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId; Console.WriteLine("Child thread working..."); Console.WriteLine("Child thread ID is:" + userInfo.ThreadId); Console.WriteLine(); return userInfo; }}
运行结果:
从上面可以看到主线程再执行了异步委托之后继续执行了下去,然后在回调函数里输出了信息,也就是说在调用了异步委托之后就不管了,把之后的结束委托和获取委托的返回值放到了回调函数中,因为回调函数是没有返回值的,但是回调函数可以有一个参数。上面说到的 BeginInvoke() 方法的最后两个参数,它的倒数第二个参数就是一个回调函数的委托,最后一个参数可以设置传入回调函数的参数。如下:
class Program{ //定义一个委托类 private delegate UserInfo MyDelegate(UserInfo userInfo); static List<UserInfo> userInfoList = new List<UserInfo>(); static void Main(string[] args) { ThreadDemoClass demoClass = new ThreadDemoClass(); UserInfo userInfo = null; //创建一个委托并绑定方法 MyDelegate myDelegate = new MyDelegate(demoClass.Run); //创建一个回调函数的委托 AsyncCallback asyncCallback = new AsyncCallback(Complete); //回调函数的参数 string str = "I'm the parameter of the callback function!"; for (int i = 0; i < 3; i++) { userInfo = new UserInfo(); userInfo.Name = "Brambling" + i.ToString(); userInfo.Age = 33 + i; //传入参数并执行异步委托,并设置回调函数 IAsyncResult result = myDelegate.BeginInvoke(userInfo, asyncCallback, str); } Console.WriteLine("Main thread working..."); Console.WriteLine("Main thread ID is:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString()); Console.WriteLine(); Console.ReadKey(); } public static void Complete(IAsyncResult result) { UserInfo userInfoRes = null; AsyncResult asyncResult = (AsyncResult)result; //获取在其上调用异步调用的委托对象 MyDelegate myDelegate = (MyDelegate)asyncResult.AsyncDelegate; //结束在其上调用的异步委托,并获取返回值 userInfoRes = myDelegate.EndInvoke(result); Console.WriteLine("My name is " + userInfoRes.Name); Console.WriteLine("I'm " + userInfoRes.Age + " years old this year"); Console.WriteLine("Thread ID is:" + userInfoRes.ThreadId); //获取回调函数的参数 string str = result.AsyncState as string; Console.WriteLine(str); }}public class ThreadDemoClass{ public UserInfo Run(UserInfo userInfo) { userInfo.ThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId; Console.WriteLine("Child thread working..."); Console.WriteLine("Child thread ID is:" + userInfo.ThreadId); Console.WriteLine(); return userInfo; }}
运行结果:
回调函数的参数也是 object 类型的,我这里用的是一个 string 类型,但是它也可以是自定义类型的参数。
本篇博客到此结束,在写这篇博客的同时也让我个人对多线程编程加深了理解,多线程编程的知识点还有很多,后面再继续与大家分享。
参考:
1)
2)
标签: #foreach异步问题