C# 多线程编程技术基础知识入门

以下是“C# 多线程编程技术基础知识入门”的完整攻略：

简介

C# 多线程编程技术是可以为我们应用程序带来突破性能瓶颈的好方式，可以利用多核 CPU 的优势提高程序效率。但是，多线程编程需要注意很多细节，需要我们对多线程编程有深入的了解和掌握，并且还需要特别注意线程之间的同步和通信。

基本概念

在多线程编程中，一个线程（Thread）是指一个程序执行流的基本单元，一个进程（Process）是由多个线程组成的。多线程编程中需要注意以下几个基本概念：

线程的创建

C# 中创建一个线程主要有两种方式：直接调用 Thread 类的构造函数或者使用 ThreadPool。

// 直接调用 Thread 的构造函数
Thread t = new Thread(ThreadMethod);
t.Start();

// 使用 ThreadPool
ThreadPool.QueueUserWorkItem(ThreadMethod);

线程的同步

多线程编程需要注意线程之间的同步，以避免多个线程之间的冲突。可以使用 lock 或者 Monitor 等方式实现线程同步。

// 使用 lock 实现线程同步
lock (lockObject)
{
    // Lock protected code here
}

// 使用 Monitor 实现线程同步
Monitor.Enter(lockObject);
try
{
    // Monitor protected code here
}
finally
{
    Monitor.Exit(lockObject);
}

线程的通信

在多线程编程中，线程之间需要进行通信，以便共享数据。可以使用共享变量、信号或者消息等方式实现线程之间的通信。

// 使用共享变量实现线程通信
string str = string.Empty;
Thread t1 = new Thread(() =>
{
    str = "Hello World";
});
t1.Start();
t1.Join();
Console.WriteLine(str);

// 使用信号实现线程通信
ManualResetEvent event1 = new ManualResetEvent(false);
Thread t2 = new Thread(() =>
{
    event1.WaitOne();
    Console.WriteLine("Hello World");
});
t2.Start();
event1.Set();

示例说明

示例1：多线程下载文件

下面是一个简单的多线程下载文件的示例：

private static void DownloadFile(string url, string filename)
{
    WebClient client = new WebClient();
    client.DownloadFile(url, filename);
}

private static void MultiThreadDownloadFile(string url, string filename, int threadCount)
{
    long fileSize = 0;
    using (WebClient client = new WebClient())
    {
        fileSize = long.Parse(client.ResponseHeaders["Content-Length"]);
    }

    if (fileSize <= 0) return;

    long blockSize = fileSize / threadCount + 1;

    List<Thread> threads = new List<Thread>();
    for (int i = 0; i < threadCount; i++)
    {
        long startBytes = i * blockSize;
        long endBytes = (i + 1) * blockSize - 1;
        if (i == threadCount - 1)
            endBytes = fileSize - 1;

        Thread thread = new Thread(() => DownloadThread(url, filename, startBytes, endBytes));
        thread.Start();
        threads.Add(thread);
    }

    foreach (Thread thread in threads)
    {
        thread.Join();
    }
}

private static void DownloadThread(string url, string filename, long startBytes, long endBytes)
{
    WebRequest request = WebRequest.Create(url);
    request.Proxy = null;
    request.AddRange(startBytes, endBytes);

    using (WebResponse response = request.GetResponse())
    {
        using (Stream stream = response.GetResponseStream())
        {
            string tempFileName = Path.GetTempFileName();
            using (FileStream fileStream = new FileStream(tempFileName, FileMode.Create, FileAccess.Write))
            {
                byte[] buffer = new byte[4096];
                int bytesRead;
                while ((bytesRead = stream.Read(buffer, 0, buffer.Length)) > 0)
                {
                    fileStream.Write(buffer, 0, bytesRead);
                }
            }
            File.AppendAllText(filename, tempFileName + Environment.NewLine);
        }
    }
}

该示例使用多线程下载文件，可以设置线程的数量，每个线程都会下载文件的一部分，最后将所有部分组合为完整的文件。注意：该示例中为了简化，没有进行线程同步。

示例2：多线程遍历文件夹

下面是一个简单的多线程遍历文件夹的示例：

private static void PrintFiles(string path)
{
    string[] directories = Directory.GetDirectories(path);
    foreach (string directory in directories)
    {
        Thread thread = new Thread(() => PrintFilesThread(directory));
        thread.Start();
    }

    string[] files = Directory.GetFiles(path);
    foreach (string file in files)
    {
        Console.WriteLine(file);
    }
}

private static void PrintFilesThread(string path)
{
    string[] directories = Directory.GetDirectories(path);
    foreach (string directory in directories)
    {
        Thread thread = new Thread(() => PrintFilesThread(directory));
        thread.Start();
    }

    string[] files = Directory.GetFiles(path);
    foreach (string file in files)
    {
        Console.WriteLine(file);
    }
}

该示例使用多线程遍历文件夹，每个线程都会遍历文件夹的一个子目录，最后将所有子目录的文件列表组合成完整的文件列表，并输出到控制台。注意：该示例中为了简化，没有进行线程同步。

结语

本文介绍了 C# 多线程编程技术的基础知识，包括线程的创建、线程的同步和线程的通信，并给出了两个示例说明多线程编程的实践应用。在实践中，需要特别注意线程之间的同步和通信，以避免多线程编程中常见的问题，并且需要结合具体的应用场景来使用多线程编程技术，以获得最大的效益。