C#中线程池【异步】

原创已于 2024-09-14 10:49:59 修改 · 744 阅读

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于 2024-09-14 10:34:46 首次发布

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在 WinForm 项目中，线程池中的线程主要用于执行异步和并发任务。当你调用某些异步方法或使用并行编程时，线程池中的线程就会被使用。

在以下场景中，线程池的线程会被使用：

使用场景

异步任务执行
当你使用 Task.Run() 或 TaskFactory.StartNew() 来启动一个异步任务时，线程池会为这些任务分配线程。

Task.Run(() =>
{
    // 这个代码块会在线程池中的线程上运行
    DoSomeWork();
});

异步事件驱动 (BeginInvoke(), 异步委托)
当你使用异步事件处理或回调机制，比如 BeginInvoke()、委托的异步调用（Async delegates），或者其他异步 I/O 操作时，线程池中的线程会被用来处理完成事件。

Action myAction = new Action(SomeMethod);
myAction.BeginInvoke(null, null);  // 异步执行

异步 I/O 操作（网络、文件、数据库）
如果你在项目中进行 I/O 操作，比如网络请求（HttpClient 或 Socket）、文件读取/写入、数据库操作等，特别是这些操作是异步完成的，I/O 线程会从线程池中获取。

using (HttpClient client = new HttpClient())
{
    var response = await client.GetAsync("https://example.com");  // 异步网络请求
}

并行编程（Parallel.For()）
如果你使用了 Parallel.For 或 Parallel.ForEach 来执行并行任务，这些任务会分配到线程池中的工作线程上。

Parallel.For(0, 100, i =>
{
    DoWork(i);  // 这个方法将在多个线程池线程中并行执行
});

定时器回调（Timer）
当你使用 System.Threading.Timer 或 System.Timers.Timer 来处理周期性任务时，定时器触发时也会从线程池中获取一个线程来执行回调方法。

Timer timer = new Timer(CallbackMethod, null, 0, 1000);  // 每隔1秒触发一次回调

Web API 请求处理
如果你在 WinForm 项目中托管了一个 Web API 服务（比如通过 HttpListener 或 WebAPI），每个 HTTP 请求处理时都会从线程池中获取一个线程来处理请求。
后台工作任务（BackgroundWorker）
如果你使用 BackgroundWorker 来执行后台操作，线程池也会用来运行这些操作。
例子：

BackgroundWorker worker = new BackgroundWorker();
worker.DoWork += (s, e) =>
{
    // 在线程池的线程中执行
    DoBackgroundWork();
};
worker.RunWorkerAsync();

异步编程模式（async/await）
如果你在委托调用中使用了 async 和 await，同样也可能会使用线程池。通常，await 后的代码会在线程池中的线程继续执行，尤其是在处理 I/O 操作时（如网络通信、文件读写等）。

public async void ProcessDataAsync()
{
//在这种情况下，Task.Run 将委托放到线程池中的线程执行。	
    await Task.Run(() => RemoteMoveTCPServer.ReceiveDataProcess("Some message"));
}

一般在项目中，会在主程序Program.cs中设置线程池最小和最大线程数。

	ThreadPool.SetMinThreads(5, 5);
	ThreadPool.SetMaxThreads(50, 50);

ThreadPool.SetMinThreads(5, 5)：表示

两个参数分别表示：工作线程（worker threads）和异步 I/O 线程（I/O completion threads）；
当有并发任务时，线程池会至少保留 5 个工作线程和 5 个异步 I/O 线程，即- 使在系统负载较低的情况下，也会保持这些最小数量的线程。
作用：避免在需要执行大量任务时频繁地创建新线程，提升线程创建的响应速度。
ThreadPool.SetMaxThreads(50, 50)：表示
设置线程池的最大线程数：这个方法设置线程池中可用线程的最大数量。这里的参数 (50, 50) 表示线程池中的工作线程和异步 I/O 线程的最大数量限制为 50。
当并发任务数超过这个上限时，多余的任务会被排队等待，直到有可用的线程。
作用：限制线程池创建的线程数，防止由于创建过多线程导致系统资源（如 CPU 和内存）过度消耗。

线程池机制不仅适用于 C# 和 .NET 框架，也广泛存在于其他编程语言中，尤其是那些支持并发编程和多线程的语言。虽然每种语言的实现方式和细节可能有所不同，但线程池的基本思想和目的在各类编程语言中是相似的：有效管理和复用线程资源，减少线程创建和销毁的开销，优化并发任务的处理效率。