C#線程池ThreadPool用法簡介

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一、ThreadPool概述

提供一個線程池，該線程池可用於執行任務、發送工作項、處理異步 I/O、代表其他線程等待以及處理計時器。

創建線程需要時間。如果有不同的小任務要完成，就可以事先創建許多線程/在應完成這些任務時發出請求。不需要自己創建這樣一個列表。該列表由ThreadPool類托管。

這個類會在需要時增減池中線程的線程數，直到最大的線程數。

如果有更多的作業要處理，線程池中線程的個數也達到瞭極限，最新的作業就要排隊，且必須等待線程完成其任務。

線程池使用起來很簡單，但它有一些限制

  • 線程池中的所有線程都是後臺線程。如果進程的所有前臺線程都結束瞭，所有的後臺線程 就會停止。不能把入池的線程改為前臺線程。
  • 不能給入池的線程設置優先級或名稱。
  • 對於COM對象，入池的所有線程都是多線程單元(multithreaded apartment, MTA)線程。許 多COM對象都需要單線程單元(single-threaded apartment, MTA)線程。
  • 入池的線程隻能用於時間較短的任務。如果線程要一直運行(如Word的拼寫檢杳器線程)， 就應使用Thread類創建一個線程.

使用線程池線程的操作的情況包括

  • 當您創建Task或Task對象以異步方式執行某項任務，默認情況下任務調度在線程池線程上運行的。
  • 異步計時器使用線程池。 線程池線程從System.Threading.Timer類執行回調，和從System.Timers.Timer類引發事件。
  • 當使用已註冊的等待句柄時，系統線程監視等待句柄的狀態。 等待操作完成後，從線程池的工作線程將執行相應的回調函數。
  • 當您調用QueueUserWorkItem方法進行排隊，以在線程池線程上執行的方法。 為此，可將該方法傳遞WaitCallback委托。

二、方法

  • GetAvailableThreads(Int32, Int32)：檢索由 GetMaxThreads(Int32, Int32) 方法返回的最大線程池線程數和當前活動線程數之間的差值。
  • GetMaxThreads(Int32, Int32) :檢索可以同時處於活動狀態的線程池請求的數目。 所有大於此數目的請求將保持排隊狀態，直到線程池線程變為可用。
  • SetMaxThreads(Int32, Int32) :設置可以同時處於活動狀態的線程池的請求數目。 所有大於此數目的請求將保持排隊狀態，直到線程池線程變為可用。
  • GetMinThreads(Int32, Int32):發出新的請求時，在切換到管理線程創建和銷毀的算法之前檢索線程池按需創建的線程的最小數量。
  • SetMinThreads(Int32, Int32)：發出新的請求時，在切換到管理線程創建和銷毀的算法之前設置線程池按需創建的線程的最小數量。
  • QueueUserWorkItem(WaitCallback, Object)：將方法排入隊列以便執行，並指定包含該方法所用數據的對象。 此方法在有線程池線程變得可用時執行。
  • RegisterWaitForSingleObject(WaitHandle, WaitOrTimerCallback, Object, Int32, Boolean) ：註冊一個等待 WaitHandle 的委托，並指定一個 32 位有符號整數來表示超時值（以毫秒為單位）。

三、設置和獲取線程數方法

池中的最大線程數是可配置的。在雙核CPU中，默認設置為1023 個工作線程和1000個I/O線程。也可以指定在創建線程池時應立即啟動的最小線程數，以及線程池 中可用的最大線程數。

int i = 0;
int j = 0;
//前面是輔助(也就是所謂的工作者)線程，後面是I/O線程
ThreadPool.GetMaxThreads(out i, out j);
Console.WriteLine(i.ToString() + "   " + j.ToString()); //默認都是1000

//獲取空閑線程，由於現在沒有使用異步線程，所以為空
ThreadPool.GetAvailableThreads(out i, out j);
Console.WriteLine(i.ToString() + "   " + j.ToString()); //默認都是1000

四、將方法排入隊列以便執行：QueueUserWorkItem(WaitCallback, Object)

將方法排入隊列以便執行，並指定包含該方法所用數據的對象。 此方法在有線程池線程變得可用時執行。

public static bool QueueUserWorkItem (System.Threading.WaitCallback callBack, object state);

實例：

static void Main(string[] args)
 {
     Person p = new Person(1, "劉備");
     //啟動工作者線程
     ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(RunWorkerThread), p);
 }

static void RunWorkerThread(object obj)
 {
     Thread.Sleep(200);
     Console.WriteLine("線程池線程開始!");
     Person p = obj as Person;
     Console.WriteLine(p.Name);
 }


 public class Person
 {
     public Person(int id, string name) { Id = id; Name = name; }
     public int Id { get; set; }
     public string Name { get; set; }
 }

五、RegisterWaitForSingleObject 註冊等待句柄

註冊一個等待 WaitHandle 的委托，並指定一個數來表示超時值（以毫秒為單位）。

將指定的方法排隊到線程池，當超時或者等待委托接收到信號時，輔助線程將執行此方法，即主線程控制輔助線程什麼時候開始執行。

public static System.Threading.RegisteredWaitHandle RegisterWaitForSingleObject (System.Threading.WaitHandle waitObject, System.Threading.WaitOrTimerCallback callBack, object state, int millisecondsTimeOutInterval, bool executeOnlyOnce);

1、參數

  • waitObject：要註冊的 WaitHandle。 使用 WaitHandle 而非 Mutex。
  • callBack ：向 waitObject 參數發出信號時調用的 WaitOrTimerCallback 委托。
  • state：傳遞給委托的對象。
  • millisecondsTimeOutInterval：以毫秒為單位的超時。 
    如果為0（零），函數將測試對象的狀態並立即返回。 如果為 -1，則函數的超時間隔永遠不過期。表示間隔幾秒執行回調方法，指當剛加入線程後，它是需要過瞭幾秒後才會第一次執行回調方法。如果使用瞭wait.Set()方法使用立即執行回調函數而不需要等待。
  • executeOnlyOnce：如果為 true，表示在調用瞭委托後，線程將不再在 waitObject 參數上等待；如果為 false，表示每次完成等待操作後都重置計時器，直到註銷等待。

2、返回

  • RegisteredWaitHandle：封裝本機句柄的 RegisteredWaitHandle。
// TaskInfo contains data that will be passed to the callback method.
public class TaskInfo
{
    public RegisteredWaitHandle Handle = null;
    public string OtherInfo = "default";
}


public static void Main(string[] args)
{
    // 主線程使用AutoResetEvent來給已註冊的等待句柄發信號, 此等待句柄執行回調方法
    AutoResetEvent ev = new AutoResetEvent(false);

    TaskInfo ti = new TaskInfo();
    ti.OtherInfo = "First task";
    // 該任務的TaskInfo包括RegisterWaitForSingleObject返回的已註冊的等待句柄。這允許在對象被發出一次信號時終止等待(參見WaitProc)。
    ti.Handle = ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject(
        ev,
        new WaitOrTimerCallback(WaitProc),
        ti,
        1000,
        false
    );

    // 主線程等待三秒,為瞭演示隊列中的線程超時，然後發信號.
    Thread.Sleep(3100);
    Console.WriteLine("Main thread signals.");
    ev.Set();//發信號

    // 主線程休眠，這應該給回調方法執行的時間。如果註釋掉這一行，程序通常會在ThreadPool線程執行之前結束。
    Thread.Sleep(1000);
    / /如果您自己啟動一個線程，您可以通過調用thread . join來等待它結束。此選項在線程池線程中不可用。
}

//當註冊的等待時間超時，或者WaitHandle(在本例中是AutoResetEvent)發出信號時，回調方法執行。WaitProc在事件第一次發出信號時註銷WaitHandle。.
public static void WaitProc(object state, bool timedOut)
{
    TaskInfo ti = (TaskInfo)state;

    string cause = "TIMED OUT";
    if (!timedOut) //如果Timeout為false，表示接收到的信號後執行的
    {
        cause = "SIGNALED";
        //如果回調方法執行的話是因為WaitHandle觸發信號的話，則用反註冊等待句柄來取消回調方法將來的執行。
        if (ti.Handle != null)
            ti.Handle.Unregister(null);//
    }

    Console.WriteLine("WaitProc( {0} ) executes on thread {1}; cause = {2}.",
        ti.OtherInfo, Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString(), cause);//超時後執行的
}

結果如下：

WaitProc( First task ) executes on thread 7; cause = TIMED OUT.
WaitProc( First task ) executes on thread 7; cause = TIMED OUT.
WaitProc( First task ) executes on thread 7; cause = TIMED OUT.
Main thread signals.
WaitProc( First task ) executes on thread 7; cause = SIGNALED.

到此這篇關於C#線程池ThreadPool的文章就介紹到這瞭。希望對大傢的學習有所幫助，也希望大傢多多支持WalkonNet。

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