C#多线程

多线程是指程序中包含多个执行流，即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务。 在学习多线程前，我们需要了解下了解下进程和线程。

进程

进程、线程等并不是C#或者.Net有的机制，是操作系统提供的，程序代码中的线程是向操作系统申请的。C#等高级语言只是将它们封装、引入自己的体系中，并提供一系列的类、方法、编程模型等，方便开发者使用。
可以打开Windows任务管理器，查看当前运行的进程。
进程（Process）是操作系统中的一个基本概念， 他包含着一个运行程序所需要的资源。当启动程序时，系统便会在内存中创建一个新的进程，进程是构成运行程序资源的集合。
进程之间是相互独立的，每个进程是由私有的。一个进程无法访问另一个进程的数据，一个进程运行失败也不会影响其他进程的运行，操作系统就是利用进程将工作划分为多个独立的区域。
进程可以理解为是应用程序的执行实例，进程在运行过程中创建的资源随着进程的终止而被销毁，所使用的系统资源在进程终止时被释放或关闭。

线程

在进程的内部，有称为线程的内核对象，线程是进程内部的一个执行单元。进程的所有操作都是由线程去执行。
一个进程可以包含若干个线程，但是只有一个主执行线程，它代表的是真正的执行程序， 在进程入口执行的第一个线程被视为这个进程的主执行线程。
在.NET应用程序中，都是以 Main() 方法作为入口的，当调用此方法时，系统就会自动创建一个主线程。主执行线程终止了，进程也就随之终止。
每个线程都有维护异常的处理程序、调度优先级和线程上下文。线程上下文，保存了当前线程的执行环境和计算资源，当前执行的线程在其时间片结束时被挂起，而另一个线程继续运行。当系统从一个线程切换到另一个线程时，它将保存被抢先的线程的线程上下文，并重新加载线程队列中下一个线程的已保存线程上下文。

多线程

上述关于进程和线程的说明，可以简单概况为以下几点：

• 进程和线程是底层操作系统的机制；
• 进程是一个运行程序资源的集合；
• 线程是进程内的基本执行单元，进程的任何操作是由线程去执行；
• 线程是依托于进程存在的，一个进程可以包含多个线程；

1、多线程概念

多线程是指程序中包含多个执行流，即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务，也就是说允许单个程序创建多个并行执行的线程来完成各自的任务。

2、多线程执行的原理

• 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。
• 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。

3、多线程优点/缺点
优点：

• 可以同时完成多个任务；
• 可以使程序的响应速度更快；
• 可以提高CPU的利用率。在多线程程序中，一个线程必须等待的时候，CPU可以运行其它的线程而不是等待该线程（卡死），这样就大大提高了程序的效率，（牺牲空间计算资源， 来换取时间）。

缺点：

• 线程也是程序（包含了当前操作的上下文环境和计算资源）， 所以线程运行需要占用计算机内存空间，执行线程越多，占用内存越多（占内存多）
• 多线程需要协调和管理，CPU运行时会进行跟踪线程，消耗CPU资源（占CPU多）
• 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（共享资源访问安全问题）

C#中的多线程

在C#中，Thread/ThreadPool/Task 都是C#语言在操作计算机的线程时封装提供的帮助类库。

**1、Thread **

Thread是.Net最早的多线程处理方式，它出现在.Net1.0时代，虽然现在已逐渐被微软所抛弃，微软强烈推荐使用Task，但从多线程完整性的角度上来说，我们有必要了解下早期多线程的是怎么处理的，以便体会.Net体系中多线程处理方式的进化。
在.Net1.0时代，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。通过实例化一个Thread类的对象就可以创建一个线程。Thread类接收一个ThreadStart委托或ParameterizedThreadStart委托的构造函数，该委托包装了调用Start方法时由新线程调用的方法，示例代码如下：

ThreadStart threadStart = new ThreadStart(() =>
{
    this.DoSomething("张三");
});
Thread thread = new Thread(threadStart);
thread.Start();

ThreadStart 是线程的入口，可以理解为一个函数指针，指向线程将要运行的函数。

2、ThreadPool

2.1 对象池
在系统设计中，我们经常会使用到“池”的概念。例如：数据库连接池。“池”可以节省对象重复创建和初始化所耗费的时间。对那些被系统频繁请求和使用的对象，使用此机制可以提高系统运行性能。
“池”是一种“以空间换时间”的做法，我们在内存中保存一系列整装待命的对象，供人随时差遣。与系统效率相比，这些对象所占用的内存空间太微不足道了。
通过对“对象池”的一个大体认识能帮我们更快理解线程池。

2.2 线程池 ThreadPool
.NET2.0时代，出现了一个线程池ThreadPool，是一种池化思想，如果需要使用线程，就可以直接到线程池中去获取直接使用，如果使用完毕，在自动的回放到线程池去；为应用程序提供一个由系统管理的辅助线程池，从而使您可以集中精力于应用程序任务而不是线程管理。
每个进程都有一个线程池,一个Process中只能有一个实例，它在各个应用程序域（AppDomain）是共享的。