C#学习系列相关之多线程(五)----线程池ThreadPool用法

简介: C#学习系列相关之多线程(五)----线程池ThreadPool用法

一、线程池的作用

       线程池是一种多线程处理形式,处理过程中将任务添加到队列,然后在创建线程后自动启动这些任务。线程池线程都是后台线程。每个线程都使用默认堆栈大小,以默认的优先级运行,并处于多线程单元中。如果某个线程在托管代码中空闲(如正在等待某个事件),则线程池将插入另一个辅助线程来使所有处理器保持繁忙。如果所有线程池线程都始终保持繁忙,但队列中包含挂起的工作,则线程池将在一段时间之后创建另一个辅助线程。但线程的数目永远不会超过最大值。超过最大值的其他线程可以排队,但它们要等到其他线程完成后才启动。

线程池的使用范围:

(1)不需要前台执行的线程。

(2)不需要在使用线程具有特定的优先级。

(3)线程的执行时间不易过长,否则会使线程阻塞。由于线程池具有最大线程数限制,因此大量阻塞的线程池线程可能会阻止任务启动。

(4)不需要将线程放入单线程单元。所有 ThreadPool 线程均不处于多线程单元中。

(5)不需要具有与线程关联的稳定标识,或使某一线程专用于某一任务。

 

二、常用方法介绍

1.ThreadPool.QueueUserWorkItem

       该方法是线程池中最主要的方法,ThreadPool.QueueUserWorkItem 方法是用于将工作项提交到线程池队列中的方法。当你需要执行一个方法但不想创建一个新的线程时,可以使用该方法。这个方法会将工作项放到一个线程池队列中,并由线程池中的一个线程来执行该工作项。

ThreadPool.QueueUserWorkItem(WaitCallback(DoWork), object)

该方法主要是两个参数,第一个是WaitCallback,第二个是一个object,object参数可以作为WaitCallback方法的参数传入。

public delegate void WaitCallback(object state);

WaitCallback是一个委托类型,委托参数类型是object定义,因此传入WaitCallback的方法也应当是object类型。

codepublic static void DoWork(object state)
{
    // 执行一些操作,使用传递进来的状态对象
}
static void Main(string[] args)
{
    // 将 DoWork 方法添加到线程池中
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(DoWork), someStateObject);
}

someStateObject是DoWork的参数进行传入,然后开启线程。

2.SetMinThreads和SetMaxThreads

SetMinThreads和SetMaxThreads是线程池中最小线程数和最大线程数

// 参数:
        // workerThreads:
        // 要由线程池根据需要创建的新的最小工作程序线程数。
        // completionPortThreads:
        // 要由线程池根据需要创建的新的最小空闲异步 I/O 线程数。
        // 返回结果:如果更改成功,则为 true;否则为 false。
        [SecuritySafeCritical]
        public static bool SetMinThreads(int workerThreads, int completionPortThreads);
        // 参数:
        // workerThreads:
        // 线程池中辅助线程的最大数目。
         // completionPortThreads:
        // 线程池中异步 I/O 线程的最大数目。
        // 返回结果:如果更改成功,则为 true;否则为 false。
        [SecuritySafeCritical]
        public static bool SetMaxThreads(int workerThreads, int completionPortThreads)
例如:
            ThreadPool.SetMinThreads(1,1);
            ThreadPool.SetMaxThreads(5, 5);

3.ManualResetEvent用法

1.ManualResetEvent 调用一次Set()后将允许恢复所有被阻塞线程。需手动在调用WaitOne()之后调用Reset()重置信号量状态为非终止,然后再次调用WaitOne()的时候才能继续阻塞线程,反之则不阻塞

2.AutoResetEvent,调用一次Set()只能继续被阻塞的一个线程,多次调用Set()才行,但不需手动调用Reset();再次调用WaitOne()的时候又能阻塞线程,也是和前者的区别

3.两者单个实例均可阻塞一个或多个线程,在多个线程中调用 主线程 创建的 两者单个实例.WaitOne(),前提是两者实例必须是非终止状态

4.两者实例化构造参数解释

public AutoResetEvent(bool initialState);

true:设置终止状态。相当于调用了Set(),即首次不会被WaitOne()阻塞,下次执行WaitOne()才会被阻塞

false:设置非终止状态。遇到WaitOne()立即阻塞所在的一个或多个线程

具体参考一下文章:

C#学习(二十八)——ManualResetEvent的理解和使用-CSDN博客

三、ThreadPool代码

代码1:关于ManualResetEvent用法

using System;
using System.Threading;
public class Example
{
    // mre is used to block and release threads manually. It is
    // created in the unsignaled state.
    private static ManualResetEvent mre = new ManualResetEvent(false);
    static void Main()
    {
        Console.WriteLine("\nStart 3 named threads that block on a ManualResetEvent:\n");
    //中文注释1:开启三个线程,每个线程开启后调用WaitOne()阻塞。
        for(int i = 0; i <= 2; i++)
        {
            Thread t = new Thread(ThreadProc);
            t.Name = "Thread_" + i;
            t.Start();
        }
        Thread.Sleep(500);
        Console.WriteLine("\nWhen all three threads have started, press Enter to call Set()" +
                          "\nto release all the threads.\n");
        Console.ReadLine();
    //中文注释2:只有当Set()后才会执行WaitOne()后的代码
        mre.Set();
        Thread.Sleep(500);
        Console.WriteLine("\nWhen a ManualResetEvent is signaled, threads that call WaitOne()" +
                          "\ndo not block. Press Enter to show this.\n");
        Console.ReadLine();
    //中文注释3:继续再开两个线程,仍然调用WaitOne(),但是不会阻塞,会继续执行
        for(int i = 3; i <= 4; i++)
        {
            Thread t = new Thread(ThreadProc);
            t.Name = "Thread_" + i;
            t.Start();
        }
        Thread.Sleep(500);
        Console.WriteLine("\nPress Enter to call Reset(), so that threads once again block" +
                          "\nwhen they call WaitOne().\n");
        Console.ReadLine();
    //中文注释4:只有Reset()后,下面再开线程就会继续被阻塞
        mre.Reset();
        // Start a thread that waits on the ManualResetEvent.
        Thread t5 = new Thread(ThreadProc);
        t5.Name = "Thread_5";
        t5.Start();
        Thread.Sleep(500);
        Console.WriteLine("\nPress Enter to call Set() and conclude the demo.");
        Console.ReadLine();
    //中文注释5:再次Set(),就可以了
        mre.Set();
        // If you run this example in Visual Studio, uncomment the following line:
        //Console.ReadLine();
    }
    private static void ThreadProc()
    {
        string name = Thread.CurrentThread.Name;
        Console.WriteLine(name + " starts and calls mre.WaitOne()");
        mre.WaitOne();
        Console.WriteLine(name + " ends.");
    }
}
/* This example produces output similar to the following:
Start 3 named threads that block on a ManualResetEvent:
Thread_0 starts and calls mre.WaitOne()
Thread_1 starts and calls mre.WaitOne()
Thread_2 starts and calls mre.WaitOne()
When all three threads have started, press Enter to call Set()
to release all the threads.
Thread_2 ends.
Thread_0 ends.
Thread_1 ends.
When a ManualResetEvent is signaled, threads that call WaitOne()
do not block. Press Enter to show this.
Thread_3 starts and calls mre.WaitOne()
Thread_3 ends.
Thread_4 starts and calls mre.WaitOne()
Thread_4 ends.
Press Enter to call Reset(), so that threads once again block
when they call WaitOne().
Thread_5 starts and calls mre.WaitOne()
Press Enter to call Set() and conclude the demo.
Thread_5 ends.

代码2:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
 
namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            const int times = 10;  //开线程数
            ManualResetEvent[] mre = new ManualResetEvent[times];   //1、定义开线程数
            Random random = new Random();   //随机数
            Console.WriteLine("开始 {0} 任务", times);
            for (int i = 0; i < times; i++)   //2、循环这10个线程
            {
                mre[i] = new ManualResetEvent(false);  //3、初始化每个线程:设置false表示无信号,将使WaitOne阻塞也就是线程等待
                count c = new count(random.Next(1, 1000), mre[i]);   //借助类传参
                ThreadPool.QueueUserWorkItem(c.ThreadPoolCallback, i);   //4、为每个线程安排任务
 
            }
            WaitHandle.WaitAll(mre);    //6、让主线程等待所有线程完成(池中线程数不能多于64个)
            Console.WriteLine("所有线程完成!");
            Console.Read();
        }
    }
 
    class count
    {
        private int ramNum;   //存放随机数
        private ManualResetEvent threadSta;   //线程状态
        private int total;    //存放线程计算结果
 
        /// <summary>
        /// 传递数据
        /// </summary>
        /// <param name="ramnum">保存随机数</param>
        /// <param name="mre">线程状态</param>
        public count(int ramnum, ManualResetEvent mre)
        {
            ramNum = ramnum;
            threadSta = mre;
        }
 
        /// <summary>
        /// 线程
        /// </summary>
        /// <param name="threadParam"></param>
        public void ThreadPoolCallback(Object threadParam)
        {
            int threadIndex = (int)threadParam;
            Console.WriteLine("线程 {0} 启动", threadIndex);
            total = docount(ramNum);
            Console.WriteLine("线程执行结果: {0}", total);
            threadSta.Set();  //5、设置每个线程为有信号状态:通知WaitOne不再阻塞
        }
 
        /// <summary>
        /// 从0开始加到传过来数
        /// </summary>
        /// <param name="ramNum">传过来的数:产生的随机数</param>
        /// <returns>返回相加的结果</returns>
        public int docount(int ramNum)
        {
            int sum = 0;
            for (int i = 0; i <= ramNum; i++)
            {
                sum += i;
            }
            return sum;
        }
    }
}


相关文章
|
2月前
|
设计模式 缓存 安全
【JUC】(6)带你了解共享模型之 享元和不可变 模型并初步带你了解并发工具 线程池Pool,文章内还有饥饿问题、设计模式之工作线程的解决于实现
JUC专栏第六篇,本文带你了解两个共享模型:享元和不可变 模型,并初步带你了解并发工具 线程池Pool,文章中还有解决饥饿问题、设计模式之工作线程的实现
187 2
|
10月前
|
存储 监控 Java
【Java并发】【线程池】带你从0-1入门线程池
欢迎来到我的技术博客!我是一名热爱编程的开发者,梦想是编写高端CRUD应用。2025年我正在沉淀中,博客更新速度加快,期待与你一起成长。 线程池是一种复用线程资源的机制,通过预先创建一定数量的线程并管理其生命周期,避免频繁创建/销毁线程带来的性能开销。它解决了线程创建成本高、资源耗尽风险、响应速度慢和任务执行缺乏管理等问题。
479 60
【Java并发】【线程池】带你从0-1入门线程池
|
8月前
|
Java
线程池是什么?线程池在实际工作中的应用
总的来说,线程池是一种有效的多线程处理方式,它可以提高系统的性能和稳定性。在实际工作中,我们需要根据任务的特性和系统的硬件能力来合理设置线程池的大小,以达到最佳的效果。
248 18
|
6月前
|
机器学习/深度学习 监控 算法
局域网行为监控软件 C# 多线程数据包捕获算法:基于 KMP 模式匹配的内容分析优化方案探索
本文探讨了一种结合KMP算法的多线程数据包捕获与分析方案,用于局域网行为监控。通过C#实现,该系统可高效检测敏感内容、管理URL访问、分析协议及审计日志。实验表明,相较于传统算法,KMP在处理大规模网络流量时效率显著提升。未来可在算法优化、多模式匹配及机器学习等领域进一步研究。
197 0
|
10月前
|
C#
C# Hashtable的用法
哈希表(HashTable)是一种通过键值对直接访问的数据结构。Add 方法用于添加成员,先检查成员是否已存在,若不存在则计算其 ASCII 码值作为散列值并添加到表中。Remove 方法用于移除成员,Size 方法返回集合成员数量。代码实现了这些功能,确保集合操作的高效性。
|
10月前
|
安全 Java C#
Unity多线程使用(线程池)
在C#中使用线程池需引用`System.Threading`。创建单个线程时,务必在Unity程序停止前关闭线程(如使用`Thread.Abort()`),否则可能导致崩溃。示例代码展示了如何创建和管理线程,确保在线程中执行任务并在主线程中处理结果。完整代码包括线程池队列、主线程检查及线程安全的操作队列管理,确保多线程操作的稳定性和安全性。
|
3月前
|
XML 前端开发 C#
C#编程实践:解析HTML文档并执行元素匹配
通过上述步骤,可以在C#中有效地解析HTML文档并执行元素匹配。HtmlAgilityPack提供了一个强大而灵活的工具集,可以处理各种HTML解析任务。
234 19
|
4月前
|
监控 算法 C#
C#与Halcon联合编程实现鼠标控制图像缩放、拖动及ROI绘制
C#与Halcon联合编程实现鼠标控制图像缩放、拖动及ROI绘制
672 0
|
C# 开发者
C# 一分钟浅谈:Code Contracts 与契约编程
【10月更文挑战第26天】本文介绍了 C# 中的 Code Contracts,这是一个强大的工具,用于通过契约编程增强代码的健壮性和可维护性。文章从基本概念入手,详细讲解了前置条件、后置条件和对象不变量的使用方法,并通过具体代码示例进行了说明。同时,文章还探讨了常见的问题和易错点,如忘记启用静态检查、过度依赖契约和性能影响,并提供了相应的解决建议。希望读者能通过本文更好地理解和应用 Code Contracts。
275 3
|
12月前
|
存储 安全 编译器
学懂C#编程:属性(Property)的概念定义及使用详解
通过深入理解和使用C#的属性,可以编写更清晰、简洁和高效的代码,为开发高质量的应用程序奠定基础。
893 12