博客标题：深入理解并发编程：从进程、线程到Task的全面解析

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引言

在编程的世界里，并发编程无疑是提升性能和效率的重要手段。本文将带你从进程、线程的基本概念出发，逐步深入到线程池、Task类以及await和async的使用，让你全面理解并发编程的精髓。

一、基本概念

1. 进程（Process）

进程是计算机中的一个执行中的程序，它是对运行程序的抽象。进程包括程序的代码、数据、堆栈以及其他操作系统所需的资源。每个程序运行时至少会开启一个进程。

2. 线程（Thread）

线程是程序中的一个执行流，每个线程都有自己的寄存器（栈指针、程序计数器等），但代码区是共享的。每个进程至少拥有一个线程，称为主线程，其他线程统称为子线程。如果线程数量超过2，则称为多线程编程。

3. 协程（Coroutine，Python中的yield）

协程是一种更轻量级的线程，它允许在函数执行过程中进行挂起和恢复，从而实现更高效的并发。

4. 句柄（Handle）

句柄是Windows系统对象或实例的标识，这些对象包括程序实例、窗口、位图、资源、文件等。

二、概念的区别

进程：类比火车站，占用大量资源，但能大幅提升效率。
线程：类比售票窗口，窗口只能在火车站用，占用中等资源，同样能大幅提升效率。
协程：类比售票员，更轻量级，实现更高效的并发。

三、Thread类详解

1. 实例化线程

直接传入方法名称：Thread t = new Thread(Hello); t.Start();
通过ThreadStart：ThreadStart ts = new ThreadStart(Hello); Thread t = new Thread(ts); t.Start();
通过ParameterizedThreadStart（必须传参数）：static void Hello(object)

2. 启动线程

t.Start();

3. 其他方法

t.Abort(): 终止线程（不推荐使用）
t.Suspend(): 挂起线程（已被废弃）
t.Resume(): 继续已挂起的线程（已被废弃）

4. 常用属性

Thread.CurrentThread: 当前线程
Thread.CurrentThread.Name: 线程名称
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId: 线程编号
t.IsBackground = true;: 是否为后台线程。false表示前台线程，界面关闭后等待其他线程执行完再关闭；true表示后台线程，界面关闭时线程随之结束。
t.Priority: 线程优先级（Lowest、BelowNormal、Normal、AboveNormal、Highest）

5. 线程的同步

线程同步指的是某一时刻只允许有一个线程访问变量。如果不能保证变量的访问是同步的，会产生错误。解决方案是加锁，使用lock()关键字。

四、线程池

线程池是由系统自动维护的一个资源组，我们只需从池中取出相应的资源进行使用。使用线程池可以避免频繁开启和销毁线程带来的资源浪费。

五、Task类（官方推荐）

1. 实例化

new Task(): 使用Action或Func委托实例化Task。
Task.Run(): 简化的Task实例化方法，自动执行无需start。
TaskFactory: 使用TaskFactory来创建和启动任务。
task.RunSynchronously(): 同步方式执行任务。

2. 线程等待

task.Wait(): 等待线程的代码执行完再向下执行。
Task.WaitAny(): 等待任务集合中的任意一个任务完成。
Task.WaitAll(): 等待任务集合中的所有任务完成。
Task.WhenAny() 和 Task.WhenAll(): 分别用于在任意一个或多个任务完成时执行后续操作。

六、await和async（高级话题）

async：异步方法的关键字。
await：用于等待异步方法完成。

用法：

async 写在定义的方法前。
async 必须和 await 一起使用，否则方法是同步的。

示例：

static async void Hello()  
{  
    Console.WriteLine("Hello");  
}

七、Parallel并行循环

串行、并行、同步、异步、并发 是并发编程中的基本概念。

Parallel.For 和 Parallel.ForEach：

using System;  
using System.Threading.Tasks;  
  
class Program  
{  
    static void Main()  
    {  
        ParallelOptions options = new ParallelOptions();  
        options.MaxDegreeOfParallelism = 4; // 设置最大并行度为4  
  
        Parallel.For(0, 100, options, (int num) =>  
        {  
            Console.WriteLine($"Processing {num} on thread {Task.CurrentId}");  
            // 模拟一些工作  
            System.Threading.Thread.Sleep(100);  
        });  
  
        Console.WriteLine("All tasks completed.");  
    }  
}

更改线程数量：

使用 ParallelOptions 类来设置最大并行度。

八、实战案例

案例：请循环运行10万次，生成1-100万个数字，存放到列表中。代码执行完后打印列表的元素个数。

回答方向：

异步（Thread、ThreadPool、Task等）。
为了防止资源抢夺，使用线程同步（加锁或安全类型）。
使用Task类来实现。
使用await、async技术（虽然不太熟练，但值得学习）。

结语

并发编程是一个复杂而强大的工具，它能帮助我们提升程序的性能和效率。从进程、线程到Task类，再到await和async的使用，每一步都充满了挑战和机遇。希望本文能帮助你更好地理解并发编程，并在实际项目中灵活运用这些技术。