C#多线程基础知识汇总

什么是多线程？

多线程指在同一个程序中运行多个线程，每个线程独立运行，在不同线程中可以并发执行任务，从而提高程序运行效率。

多线程的优点和缺点

优点

1. 提高程序运行效率；
2. 更好地利用CPU资源。

缺点

1. 多线程会增加程序的复杂性；
2. 多线程的调试和维护比较困难；
3. 多线程容易引起死锁和数据访问冲突等问题。

多线程的实现方式

继承Thread类实现多线程

继承Thread类，重写Run方法，并在程序中创建Thread实例，并通过Start方法启动线程。

using System.Threading;
public class MyThread : Thread
{
    public void Run()
    {
        Console.WriteLine("Thread running...");
    }
}

实现IAsyncResult接口实现多线程

实现IAsyncResult接口，重写BeginInvoke和EndInvoke方法，用于启动和结束线程。

public delegate int MyDelegate(int a, int b);
class Program
{
    static int Add(int a, int b)
    {
        Console.WriteLine("Add method running in thread {0}.", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        Thread.Sleep(1000); // 模拟耗时操作
        return a + b;
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        MyDelegate del = Add;
        IAsyncResult ar = del.BeginInvoke(1, 2, r =>
        {
            int result = del.EndInvoke(r);
            Console.WriteLine("Result: {0}", result);
        }, null);

        Console.WriteLine("Main thread running...");
        Console.ReadKey();
    }
}

多线程的同步

互斥锁Mutex

互斥锁Mutex可以保证在同一时刻只能有一个线程访问或执行某一段代码，从而避免了数据访问冲突的问题。

using System.Threading;
class Program
{
    private static Mutex mutex = new Mutex();

    static void Main(string[] args)
    {
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            Thread thread = new Thread(() =>
            {
                mutex.WaitOne();
                Console.WriteLine("Thread {0} is running.", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Thread.Sleep(1000); // 模拟耗时操作
                mutex.ReleaseMutex();
            });
            thread.Start();
        }
        Console.ReadKey();
    }
}

AutoResetEvent和ManualResetEvent

AutoResetEvent和ManualResetEvent都可以实现线程之间的同步。

AutoResetEvent自动重置事件的功能是，当一个线程调用Set方法后，只有等待该事件的线程会被唤醒，且该事件会自动重置，等待该事件的线程再次调用WaitOne方法时会被阻塞。

using System.Threading;
class Program
{
    private static AutoResetEvent autoResetEvent = new AutoResetEvent(false);

    static void Main(string[] args)
    {
        for (int i = 1; i <= 10; i++)
        {
            Thread thread = new Thread(() =>
            {
                Console.WriteLine("Thread {0} is waiting.", i);
                autoResetEvent.WaitOne();
                Console.WriteLine("Thread {0} is running.", i);
            });
            thread.Start();
        }

        Thread.Sleep(5000);

        autoResetEvent.Set(); // 只有一个线程会被唤醒

        Console.ReadKey();
    }
}

ManualResetEvent手动重置事件的功能是，当一个线程调用Set方法后，等待该事件的所有线程都会被唤醒，该事件不会自动重置，需要在代码中调用Reset方法来进行重置。

using System.Threading;
class Program
{
    private static ManualResetEvent manualResetEvent = new ManualResetEvent(false);

    static void Main(string[] args)
    {
        for (int i = 1; i <= 10; i++)
        {
            Thread thread = new Thread(() =>
            {
                Console.WriteLine("Thread {0} is waiting.", i);
                manualResetEvent.WaitOne();
                Console.WriteLine("Thread {0} is running.", i);
            });
            thread.Start();
        }

        Thread.Sleep(5000);

        manualResetEvent.Set(); // 所有等待的线程都会被唤醒

        Console.ReadKey();
    }
}

总结

C#多线程是提高程序性能的有效手段，但在实现过程中需要注意线程同步的问题，避免死锁和数据访问冲突等问题的出现。熟练掌握多线程的实现方式和同步机制，可以使程序运行更加高效和稳定。