C#实现自定义线程池实例代码

下面是C#实现自定义线程池的攻略，包含了完整的代码实例和示例说明。

1. 概述

在C#中，线程池可以让我们创建、管理和重用线程，从而提高程序的性能和效率。然而，在某些情况下，自带的线程池可能无法满足我们的需求。为此，我们可以通过自定义线程池来实现更灵活、更高效的线程管理。本文将介绍如何使用C#实现自定义线程池。

2. 实现步骤

2.1 确定自定义线程池的基本参数

在实现自定义线程池之前，我们需要确定线程池的基本参数，包括最大线程数、最小线程数、任务队列的长度以及线程空闲时间等。这些参数将决定线程池的性能和效率。以下是常用的线程池参数：

• 最大线程数：指的是线程池中允许存在的最大线程数，超过该数目的任务将被暂缓处理。
• 最小线程数：指的是线程池中保持的最小线程数，即使没有任务需要处理，也会一直保持这个数量的线程在池中。
• 任务队列的长度：指的是等待执行的任务队列的长度，如果超过该长度，新的任务将被拒绝。
• 线程空闲时间：指的是当线程在指定时间内没有执行任务时，他将被标记为空闲线程，如果空闲线程数量超过了最小线程数，这些线程将被终止并释放资源。

2.2 创建自定义线程池类

接下来，我们需要创建一个自定义线程池类，在其中定义线程池的基本参数，并编写线程池的任务调度逻辑。以下是自定义线程池类的代码示例：

public class CustomThreadPool
{
    private int _maxThreads;
    private int _minThreads;
    private int _queueSize;
    private int _idleTime;

    private BlockingCollection<Action> _taskQueue;
    private List<Thread> _threads;

    private bool _disposed = false;
    private object _locker = new object();

    public CustomThreadPool(int maxThreads, int minThreads, int queueSize, int idleTime)
    {
        _maxThreads = maxThreads;
        _minThreads = minThreads;
        _queueSize = queueSize;
        _idleTime = idleTime;

        _taskQueue = new BlockingCollection<Action>(new ConcurrentQueue<Action>());
        _threads = new List<Thread>();

        for (int i = 0; i < _minThreads; i++)
        {
            Thread thread = new Thread(new ThreadStart(Worker));
            thread.IsBackground = true;
            thread.Start();
            _threads.Add(thread);
        }

        ThreadPoolTimer();
    }

    private void ThreadPoolTimer()
    {
        new Thread(() =>
        {
            while (!_disposed)
            {
                lock (_locker)
                {
                    int availableThreads = _threads.Count(t => t.ThreadState == ThreadState.WaitSleepJoin);

                    if (availableThreads < _minThreads)
                    {
                        for (int i = 0; i < _minThreads - availableThreads; i++)
                        {
                            Thread thread = new Thread(new ThreadStart(Worker));
                            thread.IsBackground = true;
                            thread.Start();
                            _threads.Add(thread);
                        }
                    }
                    else if (availableThreads > _maxThreads)
                    {
                        for (int i = 0; i < availableThreads - _maxThreads; i++)
                        {
                            Thread thread = _threads.FirstOrDefault(t => t.ThreadState == ThreadState.WaitSleepJoin);
                            if (thread != null)
                            {
                                _threads.Remove(thread);
                                thread.Abort();
                            }
                        }
                    }
                }

                Thread.Sleep(_idleTime);
            }
        }).Start();
    }

    private void Worker()
    {
        while (!_disposed)
        {
            Action task = _taskQueue.Take();
            task();
        }
    }

    public void EnqueueTask(Action task)
    {
        if (!this._taskQueue.TryAdd(task))
        {
            throw new InvalidOperationException("Task queue is full");
        }
    }

    public void Dispose()
    {
        _disposed = true;

        foreach (Thread thread in _threads)
        {
            thread.Abort();
        }
    }
}

2.3 使用自定义线程池

当我们完成自定义线程池类后，就可以在应用程序中使用它了。在使用自定义线程池时，我们只需要实例化CustomThreadPool类，并执行EnqueueTask方法，向任务队列中添加需要执行的任务。以下是使用自定义线程池的示例代码：

static void Main(string[] args)
{
    CustomThreadPool threadPool = new CustomThreadPool(5, 2, 10, 5000);

    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        int j = i;
        threadPool.EnqueueTask(() =>
        {
            Console.WriteLine("Task {0} is running on thread {1}", j, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Thread.Sleep(1000);
        });
    }

    Console.ReadLine();
}

3. 示例说明

以上示例中，我们定义了一个最多容纳5个线程、最少保持2个空闲线程、任务队列长度为10个任务、空闲线程维持5秒钟的自定义线程池。我们向线程池中添加10个任务，每个任务的执行时间为1秒钟，我们可以看到输出的结果。

在线程池初始状态下，仅有两个线程处于运行状态。当任务队列中任务超过容量，线程池会自动创建新的线程来执行任务。当线程池中空闲线程数量超过最大线程数量，超出限制的线程将被终止并释放资源。

以上示例仅为自定义线程池的基本实现方法。在实际应用中，我们还需要考虑更多的细节问题，如线程调度的公平性、任务的优先级等。