C#多线程之旅(3)——线程池

线程池也会在线程的总数量上保持一个限制，从而使线程能够更平稳地运行。太多的线程将会造成管理负担和使CPU缓存是小，从而造成操作系统不能运行。一旦一个限制到达，job排队等待直到另外一个完成才开始。这会使任意的并行应用程序成为可能，比如一个web server（同步方法是高级技巧，可以更高效地使用线程池中的线程）。

下面是几种方式进入线程池：

通过Task Parallel Library（.NET 4.0）
通过调用ThreadPool.QueueUserWorkItem
通过asynchronous delegates
通过BackgroundWorkder

下面的结构直接使用线程池：

WCF,Remoting,ASP.NET,ASMX Web Services application servers
System.Timers.Timer and System.Threading.Timer
Framework methods 由Async结束，比如WebClient(the event-based asynchronous pattern)和大部分的BeginXXX方法(the asynchronous programming model pattern)
PLINQ

Task Parallel Library(TPL)和PLINQ是充分有效的和高等级的，甚至当线程池是不重要的时候，你也会想使用它们去协助处理多线程。

现在我们简单的看一下我们怎样使用Task类来实现一个简单的运行在线程池上的委托。

当使用线程池时需要注意下面的事情：

你不能设置一个线程的名字，因为设置线程的名字将会使调试更困难（当你在VS线程窗口中调试时，即使你可以附加一个描述）。
线程池中的线程总是后台线程（这通常不是问题）。
在应用程序的开始期间，阻塞一个线程可能会触发一个延迟，除非你调用ThreadPool.SetMinThreads

你不能任意地改变池中的线程的优先级-因为当它释放会池中的时候，优先级会被还原为正常状态。

你可以通过属性Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread的属性查询线程是否是正在运行的一个池中的线程

二、通过TPL进入线程池

你可以使用在TaskParallel Library中的Task类来轻松的进入线程池。这个Task类在Framework 4.0中有介绍：如果你对老的结构比较熟悉，考虑用非泛型的Task类替换ThreadPool.QueueUserWorkItem，将Asunchoronous delgates替换为泛型Task<TResult>。最新的结构速度更快，更方便，而且更复杂。

为了使用非泛型的任务类，调用Task.Factory.StartNew方法，将方法传进委托中。

Task.Factory.StartNew会返回一个Task对象，你可以使用它去监控这个task，比如，你可以调用它的wait方法等待它直到它完成。

static void Main(string[] args)
{
	Task task =  Task.Factory.StartNew(Go);
	task.Wait();
	Console.ReadKey();
}

static void Go()
{
	Console.WriteLine("From the thread pool start...");
	Thread.Sleep(3000);
	Console.WriteLine("From the thread pool end");
}

当你调用task的Wait 方法时，一个未处理的异常会很容易地重新抛出到宿主线程上。（如果你不调用Wait方法而是放弃这个task，一个未处理的异常将会关闭掉这个进程）

泛型Task<Tresult>类是非泛型Task的子类。它让你从这个已经完成执行的task中得到一个返回值。在下面的例子中，我们使用Task<TResult>来下载一个web page

static void Main(string[] args)
{
	Task<string> task = Task.Factory.StartNew<string>(
		() => DownloadString("http://www.baidu.com"));
	//调用其他方法
	//

	//可以用task的Result的属性来获得task返回值。
	//如果这个任务还在运行，当前的主线程将会被阻塞，直到这个任务完成。
	string result = task.Result;
}

static string DownloadString(string uri)
{ 
	using(var wc = new System.Net.WebClient())
	{
		return wc.DownloadString(uri);
	}
}

Task Parallel Library有许多的功能，特别是提升多核处理器的性能。我们会在并行编程中继续讨论TPL。

三、不用TPL进入到线程池

如果你的应用程序是.NET Framework的早期版本（4.0之前的版本），你将不能使用TPL。你必须使用老的结构进入线程池：

ThreadPool.QueueUserWorkItem和asynchoronous delegates.两者的不同点是asynchronous delegates让你从线程那里返回数据。Asynchronous delegates收集任何exception返回给调用者。

要使用QueueUserWorkItem，只需调用这个方法的运行在线程池上的委托。

static void Main(string[] args)
{
	ThreadPool.QueueUserWorkItem(Go);
	ThreadPool.QueueUserWorkItem(Go, 123);
	Console.ReadKey();
}

static void Go(object data)
{
	Console.WriteLine("A from thread pool! " + data);
}

C#多线程之旅(3)——线程池_多线程_04

我们的目标方法Go，必须接收一个简单object类型的参数（为了满足waitCallBack委托）。这将提供一个简单的方式传递数据到方法中，就像是ParameterizedThreadStart。不像Task，QueueUserWorkItem不会返回一个对象去帮助你之后管理执行。还有，你必须显式在目标方法的代码中写处理异常的代码-因为未处理的异常将会终止程序。

ThreadPool.QueueUserWorkItem没有提供从一个已经完成的线程中得到它的返回值的机制。Asynchronous delegate invocations(asynchronous delegates for short)解决了这个问题，允许任何个数类型化的参数在两个方向传递。此外，在asynchronous delegates上未处理的异常很方便地在原始线程上重新抛出（更准确地说，这个线程叫做EndInvoke）,因此不需要显示处理。

不要混淆asynchronous delegates和asynchronous method（方法以Begin和End开头的，比如File.BeginRead/File.EndRead）。Asynchronous methods表面上按照简单的协议，但是它们的存在是为了解决一个更困难的问题。

下面是怎样通过一个asynchronous delegate开始一个worker task:

实例化一个委托，该委托针对你想要并行运行的method（典型的是预定义Func delegates其中的一种）。
在delegate上调用BeginInvoke，保存它的IAsyncResult返回值。BeginInvoke立即返回给调用者。当其他池中的线程正在运行的时候，你可以执行其他动作。
当你需要这个结果，在delegate上调用EndInvoke，传递已保存的IAsyncResult对象。

在下面的例子中，我们使用一个asynchronous delegate invocation运行一个与主线程同时运行的简单方法，这个方法返回一个字符串的长度：

static void Main(string[] args)
{
	Func<string, int> t = Go;
	IAsyncResult result = t.BeginInvoke("test", null, null);
	//
	// ... 这里可以执行其他并行的任务
	//

	int length = t.EndInvoke(result);
	Console.WriteLine("String lenth is： " + length);
	Console.ReadKey();
}

static int Go(string messsage)
{
	return messsage.Length;
}

EndInvoke做三件事情。第一，如果asynchronous delegate没有完成执行，则一直等待它完成。第二，接收返回值（以及任何ref或者out参数）。第三，返回任何未处理的线程异常给调用它的线程。

注意：如果你用asynchronous delegate调用的方法没有返回值，你在技术上需要调用EndInvoke。在实践中，这是开放的辩论；没有Endinvoke报警去管理处罚未编译者！如果你选择不去调用EndInvoke，然而，你需要考虑在线程的异常去避免静默失败。

当你调用BeginInvoke方法时，可以指定一个call back delegate-一个可以接收一个IAsyncResult 对象的方法，它会在委托方法完成后被自动调用这个允许正在发动的线程忘记asynchronous delegate，但它在call back结束时需要一点额外的工作。

v写在最后

线程池的使用的提升还没有写，最近两年作息不规律，程序员得养好身体，早睡早起，睡觉睡觉。希望这篇博客能帮到大家，希望得到园友们的支持！

作　　者：Jackson0714
出　　处：http://www.cnblogs.com/jackson0714/
关于作者：专注于微软平台的项目开发。如有问题或建议，请多多赐教！
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