线程 被定义为程序的执行路径。每个线程都定义了一个独特的控制流。如果您的应用程序涉及到复杂的和耗时的操作,那么设置不同的线程执行路径往往是有益的,每个线程执行特定的工作。
线程是轻量级进程。一个使用线程的常见实例是现代操作系统中并行编程的实现。使用线程节省了 CPU 周期的浪费,同时提高了应用程序的效率。
到目前为止我们编写的程序是一个单线程作为应用程序的运行实例的单一的过程运行的。但是,这样子应用程序同时只能执行一个任务。为了同时执行多个任务,它可以被划分为更小的线程。
线程生命周期
线程生命周期开始于 System.Threading.Thread 类的对象被创建时,结束于线程被终止或完成执行时。
下面列出了线程生命周期中的各种状态:
- 未启动状态:当线程实例被创建但 Start 方法未被调用时的状况。
- 就绪状态:当线程准备好运行并等待 CPU 周期时的状况。
- 不可运行状态:下面的几种情况下线程是不可运行的:
已经调用 Sleep 方法
已经调用 Wait 方法
通过 I/O 操作阻塞
- 死亡状态:当线程已完成执行或已中止时的状况。
主线程
在 C# 中,System.Threading.Thread 类用于线程的工作。它允许创建并访问多线程应用程序中的单个线程。进程中第一个被执行的线程称为主线程。
当 C# 程序开始执行时,主线程自动创建。使用 Thread 类创建的线程被主线程的子线程调用。您可以使用 Thread 类的 CurrentThread 属性访问线程。
Abort() 方法用于销毁线程。通过抛出 threadabortexception 在运行时中止线程。这个异常不能被捕获,如果有 finally 块,控制会被送至 finally 块。
多线程的优点:可以同时完成多个任务;可以使程序的响应速度更快;可以让占用大量处理时间的任务或当前没有进行处理的任务定期将处理时间让给别的任务;可以随时停止任务;可以设置每个任务的优先级以优化程序性能。
那么可能有人会问:为什么可以多线程执行呢?总结起来有下面两方面的原因:
1、CPU运行速度太快,硬件处理速度跟不上,所以操作系统进行分时间片管理。这样,从宏观角度来说是多线程并发的,因为CPU速度太快,察觉不到,看起来是同一时刻执行了不同的操作。但是从微观角度来讲,同一时刻只能有一个线程在处理。
2、目前电脑都是多核多CPU的,一个CPU在同一时刻只能运行一个线程,但是多个CPU在同一时刻就可以运行多个线程。
然而,多线程虽然有很多优点,但是也必须认识到多线程可能存在影响系统性能的不利方面,才能正确使用线程。不利方面主要有如下几点:
(1)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。
(2)多线程需要协调和管理,所以需要占用CPU时间以便跟踪线程。
(3)线程之间对共享资源的访问会相互影响,必须解决争用共享资源的问题。
(4)线程太多会导致控制太复杂,最终可能造成很多程序缺陷。
当启动一个可执行程序时,将创建一个主线程。在默认的情况下,C#程序具有一个线程,此线程执行程序中以Main方法开始和结束的代码,Main()方法直接或间接执行的每一个命令都有默认线程(主线程)执行,当Main()方法返回时此线程也将终止。
一个进程可以创建一个或多个线程以执行与该进程关联的部分程序代码。在C#中,线程是使用Thread类处理的,该类在System.Threading命名空间中。使用Thread类创建线程时,只需要提供线程入口,线程入口告诉程序让这个线程做什么。