C#多线程系列之线程池

C#多线程系列之线程池是一个常用的多线程技术，它可以提高应用程序的性能和效率，并且减少资源和时间的浪费。下面，请允许我详细介绍如何正确地使用线程池。

线程池是什么？

线程池是一种预先创建的线程集合，用于处理应用程序中的多个并发任务。它可以减少线程创建和销毁的开销，并提高多线程应用程序的可靠性。

如何使用线程池？

使用线程池的步骤如下：

1. 创建一个ThreadPool对象。

// 创建一个ThreadPool对象
ThreadPool pool = ThreadPool.Instance;

1. 创建一个继承IJob接口的任务类。

// 创建一个任务类
class MyTask : IJob
{
    private int _id;

    public MyTask(int id)
    {
        _id = id;
    }

    public void Run()
    {
        Console.WriteLine($"Task {_id} is running on thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}.");
    }
}

1. 创建任务并将其添加到线程池中。

// 创建5个任务
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
    MyTask task = new MyTask(i);
    // 添加任务到线程池中
    pool.AddJob(task);
}

1. 关闭线程池。

线程池在应用程序关闭时应当被关闭。

// 关闭线程池
pool.Close();

示例1：计算素数

下面是一个示例，演示如何使用线程池计算素数。首先，我们需要创建一个继承IJob接口的任务类。这里的任务是计算素数。

class PrimeTask : IJob
{
    private int _start;
    private int _end;

    public PrimeTask(int start, int end)
    {
        _start = start;
        _end = end;
    }

    public void Run()
    {
        for (int i = _start; i <= _end; i++)
        {
            if (IsPrime(i))
            {
                Console.WriteLine(i);
            }
        }
    }

    private bool IsPrime(int n)
    {
        if (n < 2)
        {
            return false;
        }

        for (int i = 2; i <= Math.Sqrt(n); i++)
        {
            if (n % i == 0)
            {
                return false;
            }
        }

        return true;
    }
}

然后，我们创建一个ThreadPool对象，并将任务添加到线程池中。

ThreadPool pool = ThreadPool.Instance;

int start = 2;
int end = 100;

int step = 10;

for (int i = start; i <= end; i += step)
{
    PrimeTask task = new PrimeTask(i, Math.Min(i + step - 1, end));
    pool.AddJob(task);
}

pool.Close();

这里使用了step变量，它表示每个任务处理的素数范围。这样可以确保任务数量合理，每个任务的处理量也足够。

示例2：异步下载文件

下面是另一个示例，演示如何使用线程池异步下载文件。首先，我们需要创建一个继承IJob接口的任务类。这里的任务是下载文件。

class DownloadTask : IJob
{
    private string _url;
    private string _path;

    public DownloadTask(string url, string path)
    {
        _url = url;
        _path = path;
    }

    public void Run()
    {
        using (WebClient client = new WebClient())
        {
            client.DownloadFile(_url, _path);
        }
    }
}

然后，我们创建一个ThreadPool对象，并将任务添加到线程池中。

ThreadPool pool = ThreadPool.Instance;

string url1 = "https://cdn3.iconfinder.com/data/icons/education-209/64/bus-vehicle-transport-school-256.png";
string url2 = "https://cdn3.iconfinder.com/data/icons/education-209/64/book-open-reading-library-256.png";

pool.AddJob(new DownloadTask(url1, "bus.png"));
pool.AddJob(new DownloadTask(url2, "book.png"));

pool.Close();

这里我们创建了两个下载任务，异步下载两个图标文件。当然，你也可以创建更多的任务，线程池会自动分配线程来处理任务。