多线程

对于所有需要等待的操作，例如移动文件，数据库和网络访问都需要一定的时间，此时就可以启动一个新的线程，同时完成其他任务。一个进程的多个线程可以同时运行在不同的CPU上或多核CPU的不同内核上。

线程是程序中独立的指令流。在VS编辑器中输入代码的时候，系统会分析代码，用下划线标注遗漏的分号和其他语法错误，这就是用一个后台线程完成。Word文档需要一个线程等待用户输入，另一个线程进行后台搜索，第三个线程将写入的数据存储在临时文件中。运行在服务器上的应用程序中等待客户请求的线程成为侦听器线程。

进程包含资源，如Window句柄，文件系统句柄或其他内核对象。每个进程都分配的虚拟内存。一个进程至少包含一个线程。

一个应用程序启动，一般会启动一个进程，然后进程启动多个线程。

进程和线程的一个简单解释

1，计算机的核心是CPU，它承担了所有的计算任务。它就像一座工厂，时刻在运行。 2，如果工厂的电力有限一次只能供给一个车间使用。也就是说一个车间开工的时候，其他车间就必须停工。背后的含义就是。单个CPU一次只能运行一个任务。（多核CPU可以运行多个任务） 3，进程就好比工厂的车间，它代表CPU所能处理的单个任务。任一时刻，CPU总是运行一个进程，其他进程处于非运行状态。 4，一个车间里，可以有很多工人，他们协同完成一个任务。 5，线程就好比车间里的工人。一个进程可以包括多个线程。 6，车间的控件是工人们共享的，比如许多房间是每个工人都可以进出的。这象征一个进程的内存空间是共享的，每个线程都可以使用这些共享空间。 7，进程就好比工厂的车间，它代表CPU所能处理的单个任务。任一时刻，CPU总是运行一个进程，其他进程处于非运行状态。 8，一个防止他人进入的简单方法，就是门口加一把锁（厕所）。先到的人锁上门，后到的人看到上锁，就在门口排队，等锁打开再进去。这就叫"互斥锁"（Mutual exclusion，缩写 Mutex），防止多个线程同时读写某一块内存区域。 9，还有些房间，可以同时容纳n个人，比如厨房。也就是说，如果人数大于n，多出来的人只能在外面等着。这好比某些内存区域，只能供给固定数目的线程使用。 10，这时的解决方法，就是在门口挂n把钥匙。进去的人就取一把钥匙，出来时再把钥匙挂回原处。后到的人发现钥匙架空了，就知道必须在门口排队等着了。这种做法叫做"信号量"（Semaphore），用来保证多个线程不会互相冲突。 不难看出，mutex是semaphore的一种特殊情况（n=1时）。也就是说，完全可以用后者替代前者。但是，因为mutex较为简单，且效率高，所以在必须保证资源独占的情况下，还是采用这种设计。 11，操作系统的设计，因此可以归结为三点： （1）以多进程形式，允许多个任务同时运行； （2）以多线程形式，允许单个任务分成不同的部分运行； （3）提供协调机制，一方面防止进程之间和线程之间产生冲突，另一方面允许进程之间和线程之间共享资源。

异步委托

创建线程的一种简单方式是定义一个委托,并异步调用它。 委托是方法的类型安全的引用。Delegate类 还支持异步地调用方法。在后台,Delegate类会创建一个执行任务的线程。 接下来定义一个方法，使用委托异步调用（开启一个线程去执行这个方法）

先看一个示例：

class MainClass
{
    static string Async(int num, string str) {
        Console.WriteLine ("开始执行子线程方法");
        Thread.Sleep (3000);
        return "子线程内容执行完毕";
    }

    public static void Main (string[] args)
    {
        //通过委托开启一个线程
        Func<int, string, string> a = Async;
        //开启一个新线程去执行a所引用的方法，IAsyncResult可以取得当前线程的状态
        IAsyncResult ar = a.BeginInvoke (10, "Hello", null, null);
        Console.WriteLine ("执行main方法");
        //当子线程没有终止执行之前不断执行while中的内容
        while (!ar.IsCompleted) {
            Thread.Sleep (5);
            Console.Write (".");
        }
        string result = a.EndInvoke (ar);
        Console.WriteLine ("Result " + result);
    }
}

运行会看到3000毫秒结束之前一直以每5毫秒的速度输出"."

BeginInvoke 为开启一个新线程去执行所引用的方法 EndInvoke 为一个线程执行结束

等待句柄IAsyncResult.AsyncWaitHandle

当我们通过BeginInvoke开启一个异步委托的时候，返回的结果是IAsyncResult，我们可以通过它的AsyncWaitHandle属性访问等待句柄。这个属性返回一个WaitHandler类型的对象，它中的WaitOne（）方法可以等待委托线程完成其任务，WaitOne方法可以设置一个超时时间作为参数（要等待的最长时间），如果发生超时就返回false。

static bool isActive = true; 

static void Main(){
    //通过委托开启一个线程
    Func<int, string, string> a = Async;
    //开启一个新线程去执行a所引用的方法，IAsyncResult可以取得当前线程的状态
    IAsyncResult ar = a.BeginInvoke (10, "Hello", null, null);
    Console.WriteLine ("执行main方法");
    //1000毫秒表示超时时间，如果等待了1000毫秒线程还未结束，直接返回false，反之返回true
    bool isComplete = ar.AsyncWaitHandle.WaitOne (1000);

    while (isActive) {
        Thread.Sleep (5);
        Console.Write (".");
    }
    if (isComplete) {
        string result = a.EndInvoke (ar);
        Console.Write (result);
    } else {
        Console.WriteLine ("超出线程执行的预估时间");
    }
}

异步回调-回调方法

等待委托的结果的第3种方式是使用异步回调。在BeginInvoke的第三个参数中，可以传递一个满足AsyncCallback委托的方法，AsyncCallback委托定义了一个IAsyncResult类型的参数其返回类型是void。对于最后一个参数，可以传递任意对象，以便从回调方法中访问它。（我们可以设置为委托实例，这样就可以在回调方法中获取委托方法的结果）

static bool isActive = true; 

//BeginInvoke第三个参数放置的是一个固定参数的回调方法，参数只能是IAsyncResult ar
static void CallBack(IAsyncResult ar) {
    Console.WriteLine ("我是子线程执行结束回调的方法");
    Func<int,string,string> a = ar.AsyncState as Func<int,string,string>;
    string result = a.EndInvoke (ar);
    Console.WriteLine (result);
    isActive = false;
}

static void Main(){
    //通过委托开启一个线程
    Func<int, string, string> a = Async;
    //开启一个新线程去执行a所引用的方法，IAsyncResult可以取得当前线程的状态
    a.BeginInvoke (10, "Hello", CallBack, a);
    Console.WriteLine ("执行main方法");
    while (isActive) {
        Thread.Sleep (5);
        Console.Write (".");
    }
}

异步回调-Lambda表达式

等待委托的结果的第3种方式是使用异步回调。在BeginInvoke的第三个参数中，可以传递一个满足AsyncCallback委托的方法，AsyncCallback委托定义了一个IAsyncResult类型的参数其返回类型是void。对于最后一个参数，可以传递任意对象，以便从回调方法中访问它。（我们可以设置为委托实例，这样就可以在回调方法中获取委托方法的结果）

static void Main(){
Func<int, string, string> a = Async;
    a.BeginInvoke (100, "Haha", ar => {
        Console.WriteLine ("我是子线程执行结束回调的匿名方法");
        Func<int,string,string> aa = ar.AsyncState as Func<int,string,string>;
        string result = aa.EndInvoke (ar);
        Console.WriteLine (result);
    }, null);
    Console.WriteLine ("执行main方法");
    while (isActive) {
        Thread.Sleep (5);
        Console.Write (".");
    }
}

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