基于.NET的多线程编程入门

简介

多线程是构建大型系统时需要重点关注的一个重要方面，尤其是在效率方面(系统运行速度有多快？)和性能(系统工作正常吗？)来做个取舍。正确使用多线程可以大大提高系统性能。

什么是线程？

每个系统上运行的程序都是一个进程。每个进程包含一个或多个线程。该过程也可以是整个程序或某些程序的动态执行。线程是一组指令，或者是程序的一个特殊片段，可以在程序中独立执行。也可以理解为代码运行的上下文。所以线程基本上是轻量级的进程，负责在单个程序中执行多个任务。通常，操作系统负责调度和执行多个线程。

什么是多线程？

多线程就是让多个线程并行工作来完成多个任务，从而提高系统的效率。当需要同时完成多个任务时，就实现了线程。

使用线程的好处如下:

使用线程将任务放在需要长时间在后台处理的程序中。

用户界面可以更有吸引力，例如，当用户单击按钮来触发某些事件的处理时，可以弹出进度条来显示处理进度。

可以加快程序的运行速度。

在实现一些等待任务的时候，比如用户输入，文件读写，网络收发数据，线程更多的是游动。在这种情况下，我们可以释放一些宝贵的资源如内存占用等等。

使用多线程还有很多其他优点，这里就不解释了。

一些线程模型的背景

我们可以重点介绍一下Win32环境下的一些常用模型。

单线程模型

在这种线程模型中，一个进程中只能有一个线程，其余的进程必须等待当前线程完成执行。这种模式的缺点是系统完成一个小任务需要很长时间。

块线程模型(单线程多块模型STA)

在这个模型中，一个程序可能包含多个执行线程。这里，每个线程都被划分到进程中的一个单独的块中。每个进程可以包含多个块，并在多个块中共享数据。程序指定每个块中线程的执行时间。所有请求都通过Windows消息队列进行序列化，这确保了一次只能访问一个块，因此在某个时间只能执行一个进程。与单线程模型相比，该模型的优点是可以同时响应多个用户请求的任务，而不仅仅是单个用户的请求。但是它的性能并不是很好，因为它采用了序列化的线程模型，任务是一个一个执行的。

多线程块模型(自由线程块模型)

多线程块模型(MTA)每个进程只有一个块，而不是多个块。这个单个块控制多个线程，而不是单个线程。这里不需要消息队列，因为所有线程都是同一个块的一部分，可以共享。这个程序比单线程模型和STA要快，因为减少了系统的负载，所以可以优化减少系统的空闲时间。这些应用程序通常很复杂，因为程序员必须提供线程同步，以确保线程不会并发请求相同的资源，这将导致竞争。这里有必要提供一种锁定机制。但这可能会导致系统死锁。