C# 异步多线程入门到精通之Thread篇

下面是“C# 异步多线程入门到精通之Thread篇”的完整攻略。

1. 基础知识

1.1 线程概念

线程是独立的执行路径，是操作系统中运行调度的最小单位。一个进程可以包含多个线程，线程之间可以并发执行。

1.2 线程的状态

线程存在以下四种状态：

• Unstarted（未启动）：线程已经创建但还没有开始运行。
• Running（运行中）：线程正在执行。
• Waiting（等待）：线程等待一个信号或其他事件。
• Stopped（已停止）：线程已经完成执行。

1.3 线程的创建和启动

C# 中创建线程的方式有两种：

• 使用 Thread 类的构造函数创建线程对象。
• 使用 Thread 类的静态方法创建和启动线程。

以下是创建一个线程对象的示例：

Thread newThread = new Thread(Method);

线程创建后，需要通过 Start 方法启动线程：

newThread.Start();

1.4 线程的休眠

线程可以调用 Thread.Sleep 方法让自己进入休眠状态，在指定时间后再继续执行。

以下是线程休眠的示例：

Thread.Sleep(5000); // 休眠 5 秒

2. 线程同步和互斥

2.1 互斥锁

互斥锁是一种同步机制，它可以确保同一时刻只有一个线程访问共享资源。

以下是互斥锁的示例：

class Program
{
    static Mutex mut = new Mutex(); // 创建互斥锁

    static void Main(string[] args)
    {
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            Thread newThread = new Thread(DoSomething);
            newThread.Start(i);
        }

        Console.ReadLine();
    }

    static void DoSomething(object i)
    {
        Console.WriteLine("线程 " + i + " 请求互斥锁");
        mut.WaitOne(); // 等待互斥锁
        Console.WriteLine("线程 " + i + " 获得互斥锁");
        Thread.Sleep(1000);
        Console.WriteLine("线程 " + i + " 释放互斥锁");
        mut.ReleaseMutex(); // 释放互斥锁
    }
}

2.2 自旋锁

自旋锁是一种同步机制，它通过循环检查是否可以获得锁，直到成功为止。

以下是自旋锁的示例：

class Program
{
    static SpinLock spinLock = new SpinLock(); // 创建自旋锁

    static void Main(string[] args)
    {
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            Thread newThread = new Thread(DoSomething);
            newThread.Start(i);
        }

        Console.ReadLine();
    }

    static void DoSomething(object i)
    {
        bool lockTaken = false;
        Console.WriteLine("线程 " + i + " 请求自旋锁");
        spinLock.Enter(ref lockTaken); // 等待自旋锁
        Console.WriteLine("线程 " + i + " 获得自旋锁");
        Thread.Sleep(1000);
        Console.WriteLine("线程 " + i + " 释放自旋锁");
        spinLock.Exit();
    }
}

3. 线程池

3.1 线程池概念

线程池是一组预创建的线程，它们可以用来执行多个短时间的任务。线程池可以提高应用程序的性能和可伸缩性。

3.2 线程池的使用

以下是使用线程池执行任务的示例：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(DoSomething, i);
        }

        Console.ReadLine();
    }

    static void DoSomething(object i)
    {
        Console.WriteLine("线程池线程 " + i + " 执行任务");
        Thread.Sleep(1000);
    }
}

4. 总结

本篇文章介绍了 C# 中线程的基础知识，包括线程的概念、状态、创建和休眠；介绍了线程同步和互斥的概念、互斥锁和自旋锁的使用；最后介绍了线程池的概念和使用。