如何实现C#线程池

本文详细介绍了如何使用C#中的Mutex与Interlocked类实现线程池,确保在同一时间点只有特定数量的线程并发执行,多余线程将排队等待。
 

如何实现C#线程池?线程池具体的需求是 在某一时间点,只有N个线程在并发执行,如果有多余的线程,则排队等候~下面我就来说说具体的实现 :

  C#提供了Mutex与Interlocked这两个与线程相关的类,都在Threading命名空间下! Mutex中提供了WiteOne,ReleaseMutex 两个实例方法:WiteOne的作用是"阻塞当前线程,提供对该线程的原子操作"也就是说当一个线程遇到WiteOne的时候,如果在WiteOne里面没有线程在操作,则此线程进去操作而里面有线程的时候,所有到此的线程均需要排队等候里面的线程执行完毕而控制这样操作的结束标记就是使用ReleaseMutex 方法!

  就好比WiteOne是一把锁一样~而ReleaseMutex 就是一把钥匙 当10个人都看到这个门的时候,第一个到达门口的人会看到屋子里没有人,则他进去,同时会把门锁上后面的人自然要在门口等候,当此人在屋子里执行完任务后他会用钥匙把门打开! 出去后把锁交给门口排队的第二位同志,第二位同志再做同样的操作 如果第一位同志执行完任务以后不把使用权交给第二个人的话,而直接退出 那么屋子自然就空了下来,而门还是锁的~不必担心~门会自动打开,只要是前一个人已经不在屋子里即可~

  然后再来说说这个Interlocked,官方说明是"对一个变量进行原子操作进行递增或者递减然后保存" 原子操作的概念就是,有且只有一个线程在对此变量进行操作~不准其他线程干预的操作 当对一个变量进行原子操作的时候,此变量就会加锁,而其他线程是无法访问的,只能挂起等候此变量解锁 我感觉实际上使用的也就是Mutex来实现的

  好了开始说说具体的实现吧

  

public class MutexTest

  {

  private static int poolFlag = 0 ;//标记

  private const int amountThread = 10 ;//线程总量

  private const int maxThread = 3 ;//可执行线程最大数量

  private static Mutex muxConsole = new Mutex() ;

  public static void Main()

  {

  for ( int i = 0 ;i <amountThread ;i ++ )

  {

  // 创建指定数量的线程

  // 是线程调用Run方法

  // 启动线程

  Thread trd = new Thread( new ThreadStart( Run ) ) ;

  trd.Name = "线程" + i ;

  trd.Start() ;

  }

  }

  public static void Run()

  {

  muxConsole.WaitOne(); //阻塞队列

  Interlocked.Increment(ref poolFlag) ;//标记+1

  if (poolFlag != maxThread) //判断是否等于上限

        muxConsole.ReleaseMutex(); //如果此线程达不到可执行线程上限,则继续开通,让后面的线程进来

  Console.WriteLine( "{0} 正在运行...... ", Thread.CurrentThread.Name ) ;

  Thread.Sleep( 5000 ); //模拟执行

  Console.WriteLine( "{0} 已经中止...... ", Thread.CurrentThread.Name ) ;

  //标记-1

  Interlocked.Decrement(ref poolFlag) ;

  }

  }


 

C#中,线程池ThreadPool)是一种用于管理线程的机制,能有效重用线程,减少线程创建和销毁的开销,提高程序性能,常用于执行不需要立即完成的任务,如后台任务、异步操作等。以下介绍使用C#线程池实现多线程的方法。 ### 基本使用 使用`ThreadPool.QueueUserWorkItem`方法将任务添加到线程池的工作队列中,该方法会自动从线程池中分配一个线程来执行任务。示例代码如下: ```csharp using System; using System.Threading; class Program { static void Main() { Console.WriteLine("C#线程池演示"); ThreadPool.QueueUserWorkItem(ThreadFunc); Console.WriteLine($"主线程:id->{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); Thread.Sleep(1000); // 主线程休眠时,线程池会后台执行 // 当主线程退出时,线程池也会退出,如果删除Thread.Sleep(1000);这句 ,那么ThreadFunc不会执行 Console.WriteLine("主线程执行结束"); } static void ThreadFunc(Object stateInfo) { Console.WriteLine("线程ID:{0},{1},线程池输出信息", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Thread.CurrentThread.IsBackground ? "后台线程" : "前台线程"); Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "线程池" : "普通线程"); } } ``` 在上述代码中,`ThreadPool.QueueUserWorkItem(ThreadFunc)`将`ThreadFunc`方法添加到线程池的工作队列,线程池会分配一个线程来执行该方法。 ### 带参数的任务 可以向`ThreadPool.QueueUserWorkItem`方法传递一个对象作为参数,在任务方法中接收该参数。示例代码如下: ```csharp using System; using System.Threading; class Program { static void Main() { object state = "state:"; ThreadPool.QueueUserWorkItem(obj => { for (int i = 0; i < 1000; i++) { string str = obj.ToString() + i.ToString(); // 假设这里有UI更新代码,如更新textBox1.Text // this.Invoke(new Action(() => { textBox1.Text = str; })); Thread.Sleep(1000); } }, state); } } ``` 在这个例子中,`state`对象作为参数传递给了线程池中的任务。 ### 线程池的限制 线程池虽然使用简单,但存在一些限制: - 线程池中的所有线程都是后台线程。如果进程的所有前台线程都结束了,所有的后台线程就会停止,且不能把入池的线程改为前台线程。 - 不能给入池的线程设置优先级或名称。 - 对于COM对象,入池的所有线程都是多线程单元(MTA)线程,许多COM对象需要单线程单元(STA)线程。 - 入池的线程只能用于时间较短的任务。如果线程要一直运行(如Word的拼写检查器线程),就应使用`Thread`类创建一个线程[^3]。
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