【進階修鍊】——改善C#程式品質(5)

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71， 區分非同步和多線程的應用情境。

電腦的很多硬體，如硬碟，光碟機，音效卡，網卡都有DMA（Direct Memory Access）功能，它可以不佔用cpu的資源，而非同步提出恰恰就是基於這個的。而多線程是作業系統上的並存執行的代碼，是會佔用cpu資源的。所以關於這兩種的使用情境建議是：1）對於I/0密集型操作使用非同步。2）對於計算密集型操作使用多線程。 72， 線上程同步中使用訊號量。

實值型別是不能被鎖定的，參考型別上的等待機制，分為鎖定和訊號同步。鎖定通過lock關鍵字或Monitor來完成；訊號同步用AutoResetEvent，ManualResetEvent，Semaphore，Mutex，其中Mutex可以在不同進程間同步。 73， 避免鎖定不恰當的對象。

同步對象在需要同步的多個線程中是可見的同一個對象，不要鎖定字串，類型本身，執行個體本身。降低同步對象的可見度，盡量讓它變為private的。 74， 警惕線程的IsBackground。

用Thread類建立的線程是前台線程，如果前台線程不全部退出，應用程式就關不掉。而ThreaadPool裡的線程預設是背景。所以一些關鍵性的操作才需要前台線程，否則應將IsBackground設為true。 75， 警惕線程不會立即啟動。

這取決於作業系統的調度，我們不能假設它會立即啟動。 76， 警惕線程的優先順序。

Thread和ThreadPool建立的線程優先順序都是Nomal的，我們一般沒有必要去修改這個優先順序，對於Window作業系統，優先順序越高在調度時會得到優先執行。 77， 正確停止線程。

1）正如線程不能立即啟動一樣，線程的停止也不是想停就能停，他必須做完必要的工作後才能停止，以傳統的Thread.Abort方法為例，調用這個方法後，如果代碼在和Unmanaged 程式碼打交道，只有等到這部分代碼結束後才能引發ThreadAbortException，即便是在CLR環境中ThreadAbortException也不會立即引發。2）要正確停止線程，不在於調用者採取的行為（Abort），而更多的依賴於線程能否主動響應調用者的停止請求。線程應該開放一個Cancled介面，背景工作執行緒以某種頻率檢測Cancled標識，如果發生改變，線程自己負責退出。.net提供了一個CancellationTokenSource用於協作取消。cts.Token.IsCancellationRequested判斷是否有取消操作，cts.Cancel()發送取消請求，線程結束時的如需回調，可以用cts.Token.Register(() => {// 回調 })註冊一個回呼函數; 78， 應避免線程數量過多。

對於Socket類型的操作應該用非同步，而不要開線程。 79， 使用ThreadPool或BackgroundWorker替代Thread。

ThreadPool線程池可以重複利用閒置線程。BackgroundWorker可以支援進度，完成通知，取消功能，內部也是用的線程池。 80， 用Task來替代ThreadPool。

Task線上程池的基礎上進行了最佳化，Task提供了ContinueWith方法來提供後續任務的執行。Task提供了IsCanceled，IsCompleted，IsFaulted這幾個屬性用於查詢任務的執行結果。並且還支援取消功能。Task的Result屬性用於查詢函數的返回結果，如果執行過程被取消，調用這個屬性會引發AggregateException異常，Task比ThreadPool功能豐富了很多，應盡量多用Task。 81， 使用Parallel簡化同步狀態下的Task使用。

Parallel是一個靜態類，提供了For，Foreach，Invoke方法啟動多個Task執行任務。 82， Parallel簡化但不等同於Task的預設行為。

Parallel的方法調用後是阻塞的，儘管他內部的Task是並行計算的，除非這些Task都執行完了，Parallel後面的代碼才會得到執行。 83， 小心Parallel的陷阱。

Parallel的For方法還提供了線程開始前和結束後執行的方法。但由於Task使用的線程池，比如4次迴圈可能使用了1個或2個線程，這會帶來這兩個方法執行次數的不確定性。另外，toExclusive參數指定值為5的時候，迴圈結束的位置是它的前一個值4，而不是5。 84， 使用PLINQ。

PLINQ即並發執行的LINQ，由於是並發，對於大資料量的查詢，它的效率可能會更好。要使用PLINQ，只用調用資料來源的擴充方法AsParallel方法，在ForEach查詢中，結果就會得到並行計算，當然輸出是無序的。如果要按有序輸出，可以在資料來源上調用AsOrderd方法，如：arr.AsParallel().AsOrdered()。注意在查詢的ForAll方法中，輸出始終是無序的。關於PLINQ的使用，應該進行充分的學習瞭解後再使用，否則可能會帶來意想不到的bug。 85， Task中的異常處理。

調用任務的Wait，WaitAny，WaitAll方法，或查詢Result屬性，如果Task發生了異常，會產生一個AggregateException，我們通過迴圈查詢它的InnerException就可以知道所有的異常。但是Wait等方法是會阻塞主線程的。Task產生的異常，如果在Task內部沒有得到處理，也沒有拋給主線程的話，那麼只有記憶體回收的時候才會觸發TaskScheduler.UnobservedTaskException事件，如果調用了UnobservedTaskException的e.SetObserved();方法，異常就不會再往上傳遞，否則還會進一步觸發CurrentDomain_UnhandledException事件，程式終止。所以，Task內部的異常應該立即得到處理。簡單一點的做法是Task內部邏輯對捕獲的異常進行處理，比如寫日誌之類的。另一種是，在外部定義一個事件，Task內部出現異常時，通過這個事件通知給外部，在這裡進行異常的後續操作，這種方法比較可取。 86， Parallel中的異常處理。

Parallel中的異常和Task中的異常不一樣。它可以拋出給主線程。但是我們也可以在內部聲明一個AggregateExcption，把所有的異常捕獲後，打包到AggregateExcption裡面，一起拋出，個人感覺意義不大。 87， 區分Winform和WPF的執行緒模式。

Winform中是通過ISynchronizeInvoke介面的InvokeRequire屬性來判斷控制項是否處在其他線程中。Winform中的所有控制項都繼承了這個介面。WPF中是通過DispatcherObject提供的CheckAccess和VerifyAccess方法來判斷，其中VerifyAccess判斷不是同一個線程會拋出異常。 88， 並行並不總是速度最快。

因為並行會帶來額外的線程開銷，對於小的迴圈體，計算量不大，並行反而會更慢。 89， 在並行方法中謹慎使用鎖。

並行中有多個線程，加鎖會帶來線程的切換，影響效能。可以適當考慮用Interlock對整型進行原子加減操作而避免線程切換的開銷。如果整個代碼都是需要加鎖的，那麼實際上就沒有並行的意義，用同步的方式或許會更好。

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