多線程編程之基礎篇

1. windows為什麼支援線程？

2. 線程開銷  

3. 線程調度和線程優先順序

4. 前台線程和後台線程

5. 線程的Hello World程式 

<1>. windows為什麼支援線程?

早期的windows系統是沒有”線程“概念的，整個系統只能運行著一個執行線程，這可能阻塞其他任務的執行，帶來極其差的使用者體驗，基於上述及其作業系統的健壯性，可靠性等，windows引入了“線程”的概念。 線程可以看作是對CPU的虛擬。ndows為什麼支援線程 

<2>. 線程開銷

雖然多線程技術能夠在一定程度上增加使用者 互動體驗，但是作業系統建立線程並不是沒有代價的，具體來講：

2.1 windows核心需要建立“線程核心對象”，線程核心對象中包含作業系統需要掌握線程的基本資料

2.2  線程環境塊TEB，TEB中包含線程異常處理鏈首，執行緒區域儲存資料等資訊

2.3 使用者模式棧

2.4 核心模式棧，應用程式向作業系統的核心模式函數傳遞參數時，windows將使用者模式下的參數複製到核心棧中。

2.5 dll attach和dll detach通知，windows載入dll時，將會發出DLL_THREAD_ATTACH通知，dll卸載時發出DLL_THREAD_DETACH命令，如果一個 應用程式需要載入大量的dll的話，顯然對效能的影響是比較大的。

<3>. 線程調度和線程優先順序

在windows上執行的線程在執行了一定時間（一個時間片）後，windows將會進行“調度”，windows按照優先順序的高低選擇程式開始運行，也就是說如果存在一個優先順序是22的線程能夠執行，那麼windows將不會調用優先順序為21的線程。但是windows是一種“搶佔式”的作業系統（在windows上執行的線程能夠在任何時候被搶佔），如果一個具有較高優先順序的線程準備好運行，並且當前啟動並執行是較低優先順序的線程，windows將迫使較低優先順序線程停止運行，開始運行較高優先順序的線程。

由於windows上線程調用是（籠統的講）通過線程的優先順序來實現的，那麼如果我們想使我們的程式能夠被盡量多的調度，就需要設定線程的優先順序，windows的優先順序是使用數字表示的，在c#中將其抽象為ThreadPriority枚舉類型：

    [Serializable]    [ComVisible(true)]    public enum ThreadPriority    {        Lowest = 0,        BelowNormal = 1,        Normal = 2,        AboveNormal = 3,        Highest = 4,

    } 

通常情況下，我們是不需要設定線程的優先順序，或者將其設定成Normal優先順序。

<4>. 前台線程和後台線程

CLR將線程分為“前台線程”和“後台線程”。如果一個進程的所有前台線程結束，那麼CLR將認為該進程已經結束，將自動結束該進程的後台線程，這些後台線程終止時，不產生異常。在c#中，使用Thread類的IsBackground方法來設定。

public bool IsBackground { get; set; }  

通過線程池建立的線程預設是後台線程，通過 Thread t = new Thread(DoWork);形式建立的線程預設是前台線程，除非使用IsBackground設定成false。下面是一個測試代碼：

class Program    {        static void Main(string[] args)        {                       Thread t = new Thread(DoWork);            t.IsBackground = false;            t.Start();            Console.WriteLine("Returning from Main");        }        private static void DoWork()        {            Thread.Sleep(10000);                        // 下面的代碼只有在前台線程才能夠執行            Console.WriteLine("Returning from worker");        }

    } 

<5>. 線程的Hello World程式

 c#中通過System.Threading.Thread建立一個線程是比較簡單的，Thread的常用建構函式：

public Thread(ParameterizedThreadStart start);  // 建立線程，並向線程中傳遞參數

public Thread(ThreadStart start);  // 建立線程，但是無法向啟動的線程中傳遞參數，主要是ThreadStart委託定義的原因

public delegate void ThreadStart(); 

建立了一個Thread對象之後，調用Start方法開始啟動線程。

public void Start(); 

完成代碼如下：

class Program    {        static void Main(string[] args)        {                       Thread t = new Thread(DoWork);            Console.WriteLine("Start the new thread...");            t.Start();            Console.WriteLine("Wait the thread to end .");            // 等待線程t結束            t.Join();            Console.WriteLine("Thread Ends");            Console.WriteLine("Press any key to continue");            Console.ReadKey();        }        private static void DoWork()        {            Console.WriteLine("In DoWork  thread");            // 當前線程休眠一段時間，用來類比工作了一段時間            Thread.Sleep(1000);        }

    }