NET多线程同步方法详解(七):线程池(Thread Pooling)

本文介绍如何利用线程池处理大量线程,通过两种方法:RegisterWaitForSingleObject 和 QueueUserWorkItem,有效管理等待时间及任务调度。

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 如果你的应用程序拥有大量的线程并花费大量的时间阻塞在一个Wait Handle上,那么你要考虑使用线程池(Thead pooling)来处理。线程池通过合并多个Wait Handle来节约等待的时间。当Wait Handle被激活时,使用线程池你需要注册一个Wait Handle到一个委托去执行。通过调用ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject方法:
    class Test 
    {
        
static ManualResetEvent starter = new ManualResetEvent(false); 
        
public static void Main()
        {
            ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject(starter, Go, 
"hello"-1true);
            Thread.Sleep(
5000);
            Console.WriteLine(
"Signaling worker...");
            starter.Set(); 
            Console.ReadLine();
        }
        
public static void Go(object data, bool timedOut) 
        {
            Console.WriteLine(
"Started " + data); // Perform task... 
        }
    } 

    对于Wait Handle和委托,RegisterWaitForSingleObject接受一个"黑盒"对象并传递给你的委托(就像ParameterizedThreadStart),超时设置和boolean标志指示了关闭和循环的请求。所有进入池中的线程都被认为是后台线程,这就意味着它们不再由应用程序控制,而是由系统控制直到应用程序退出。

    注意:如果这时候调用Abort操作,可能会发生意想不到的情况。
  
   你也可以通过调用QueueUserWorkItem方法使用线程池,指定委托并立即被执行。这时你不能在多任务情况下保存共享线程,但是可以得到另外的好处:线程池会保持一个线程的总容量,当作业数超出容量时自动插入任务。

 

    class Test 
    {
        
static object workerLocker = new object();
        
static int runningWorkers = 100;
        
public static void Main() 
        {
            
for (int i = 0; i < runningWorkers; i++
            {
                ThreadPool.QueueUserWorkItem(Go, i); 
            }
            Console.WriteLine(
"Waiting for threads to complete..."); 
            
lock (workerLocker) 
            {
                
while (runningWorkers > 0
                    Monitor.Wait(workerLocker);
            }
            Console.WriteLine(
"Complete!");
            Console.ReadLine(); 
        }
        
public static void Go(object instance) 
        {
            Console.WriteLine(
"Started: " + instance);
            Thread.Sleep(
1000); 
            Console.WriteLine(
"Ended: " + instance); 
            
lock (workerLocker)
            {
                runningWorkers
--;
                Monitor.Pulse(workerLocker);
            }
        }
    } 

  为了传递多个对象到目标方法,你必须定义一个客户对象并包含所有属性或通过调用异步的委托。如Go方法接受两参数:

ThreadPool.QueueUserWorkItem (delegate (object notUsed) { Go (23,34); }); 

 其他的方法可以使用异步委托。

SmartThreadPool是大名鼎鼎的.Net线程池项目,基于.Net开发,比.Net内置的线程池更胜一筹。1、为什么需要使用线程池(Thread Pool)减少线程间上下文切换。线程执行一定的时间片后,系统会自动把cpu切换给另一个线程使用,这时还需要保存当 前的线程上下文状态,并加载新线程的上下文状态。当程序中有大量的线程时,每个线程分得的时间片会越来越少,可能会出现线程未处理多少操作,就需要切换到 另一线程,这样频繁的线程间上下文切换会花费大量的cpu时间。减少内存占用。系统每创建一条物理线程,需要大概花费1MB的内存空间,许多程序喜欢先创建多条物理线程,并 周期轮询来处理各自的任务,这样既消耗了线程上下文切换的时间,还浪费了内存。这些任务可能只需要一条线程就能满足要求。假如某一任务需要执行较长的周 期,线程池还可以自动增加线程,并在空闲时,销毁线程,释放占用的内存。2、为什么不使用.Net默认的线程池.Net默认的线程池(ThreadPool)是一个静态类,所以是没办法自己创建一个新的程序池的。默认的线程池与应用程序域 (AppDomain)挂钩,一个AppDomain只有一个线程池。假如在线程池中执行了一个周期较长的任务,一直占用着其中一个线程,可能就会影响到 应用程序域中的其他程序的性能。例如,假如在Asp.Net线程池中执行一个周期较长的任务,就会影响请求的并发处理能力(线程池默认有个最大线程 数)。 3、SmartThreadPool特性和优点    SmartThreadPool特性如下:可创建线程池实例。可动态调整线程池工作线程数量。WorkItem 可以返回信息。未执行 WorkItem 可被取消。WorkItem 执行时可使用调用者上下文。调用者可等待多个或全部 WorkItem 执行结束。WorkItem 允许拥有一个执行结束时被执行的 PostExecute 回调委托。可以向 WorkItem 传递一个状态对象,并且会在执行结束时自动调用 IDisposable.Dispose()。WorkItem 异常会传递给调用者。支持 WorkItem 分组。可挂起线程池或分组。可以设置 WorkItem 优先级。可以设置线程优先级。4、使用示例 最简单的使用方法:// 创建一个线程池 SmartThreadPool smartThreadPool = new SmartThreadPool();    // 执行任务 smartThreadPool.QueueWorkItem(() => {      Console.WriteLine("Hello World!"); });带返回值的任务:// 创建一个线程池 SmartThreadPool smartThreadPool = new SmartThreadPool();   // 执行任务 var result = smartThreadPool.QueueWorkItem(() => {     var sum = 0;     for (var i = 0; i  {     //模拟计算较长时间     Thread.Sleep(5000);       return 3; });   var result2 = smartThreadPool.QueueWorkItem(() => {     //模拟计算较长时间     Thread.Sleep(3000);       return 5; });   bool success = SmartThreadPool.WaitAll(     new IWorkItemResult[] { result1, result2 });   if (success) {     // 输出结果     Console.WriteLine(result1.Result);     Console.WriteLine(result2.Result); }5、结论 使用SmartThreadPool可以简单就实现支持多线程的程序,由线程池来管理线程,可以减少死锁的出现。SmartThreadPool还支持简单的生产者-消费者模式,当不需要对任务进行持久化时,还是很好用的。 6、扩展阅读 http://www.codeproject.com/KB/threads/smartthreadpool.aspx http://smartthreadpool.codeplex.com/http://www.albahari.com/threading/ 标签:线程池
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