多线程之旅（ThreadPool 线程池）

Posted 2021-03-03 chenxi001

一、什么是ThreadPool 线程池（源码）

      1.线程池顾名思义，有我们的系统创建一个容器装载着我们的线程，由CLR控制的所有AppDomain共享。线程池可用于执行任务、发送工作项、处理异步 I/O、代表其他线程等待以及处理计时器。所以使用线程池不需要自己创建线程，而是通过线程池来创建和执行和管理线程。

二、ThreadPool 线程池和线程的区别

      1.ThreadPool 线程池是在.NET 2.0出现的，是一个享元模式整个程序共同享用这一个线程池，当我们的线程执行任务之后它不会立刻销毁，它会回到线程池中，如果有新的任务它就会去执行。避免了我们线程的重复创建和销毁（也不会造成我们CPU的上下文切换的损耗）。

      2.大家仔细看一下我前面写的Thread 创建线程执行任务之后，它会自动销毁。那问题来了我们经常的创建、销毁线程这可都是资源的浪费呀！！所以我们要利用每个线程占有的资源。

三、ThreadPool 线程池缺点

       1.线程池在性能上优于线程，但是它也是有缺点的。它不支持线程的取消、完成、失败通知等交互性操作。

       2.它不能设置池中线程的Name，会增加使用者的难度。

　　3.线程池中线程通常都是后台线程，优先级为ThreadPriority.Normal

　　4.线程池堵塞会影响我们的性能，阻塞会使CLR错误地认为它占用了大量CPU。CLR能够检测或补偿（往池中注入更多线程），但是这可能使线程池受到后续超负荷的印象。Task （也及时后面要讲的）解决了这个问题。

　　5.线程池使用的是全局队列，全局队列中的线程依旧会存在竞争共享资源的情况，从而影响性能（Task 解决了这个问题，方案是使用本地队列）。

四、线程池工作原理

　　1.CLR初始化时，线程池中是没有线程的，但是内部有一个操作请求队列，当我们的应用程序使用异步时，会将一个记录项添加到线程池的队列中，线程池队列会自动读取这个记录项，并且发给一个线程池的线程，如果线程池没有线程就会创建一个线程执行这任务，当线程完成任务它不会自动销毁而是回到我们的线程池中，等待线程池派发新的任务。

　　2.如果程序给线程池派发了很多任务，线程池也会使用这一个线程执行所有的任务，如果我们的请求速度大于了我们的线程处理速度，就会创建额外线程，就不会导致我们创建了过多的线程。

　　2.当我们的线程有大量休息的，它们会在一段时间内自动销毁。这样很好的控制了我们应用程序的性能。

五、ThreadPool 线程池使用

　　1.ThreadPool是一个静态类，调用QueueUserWorkItem方法，是可以将一个异步计算放入我们的线程池队列中。

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

方法	说明
QueueUserWorkItem	启动线程池里的一个线程（工作者线程）
GetMinThreads	检索线程池在新请求预测中能够按需创建的线程的最小数量。
GetMaxThreads	最多可用线程数，所有大于此数目的请求将保持排队状态，直到线程池线程由空闲。
GetAvailableThreads	剩余空闲线程数。
SetMaxThreads	设置线程池中的最大线程数（请求数超过此值则进入队列）。
SetMinThreads	设置线程池最少需要保留的线程数。

 

 

 

 

 

 

　　2.我们可以看到ThreadPool比Thread少了很多的API,被砍掉了

/// <summary>
        /// ThreadPool的使用
        /// workerThreads 　CLR线程池分为工作者线程(workerThreads)
        /// completionPortThreads I/O线程(completionPortThreads)
        /// </summary>
        public static void Show()
        {
            //使用线程
            ThreadPool.QueueUserWorkItem((x) => Running());
            ThreadPool.GetAvailableThreads(out int workerThreads, out int completionPortThreads);
            Console.WriteLine($"没有设置线程数之前 workerThreads:{workerThreads}  completionPortThreads:{completionPortThreads}");
            //设置最大的线程数
            ThreadPool.SetMaxThreads(16, 16);
            //设置最小的线程数
            ThreadPool.SetMinThreads(8, 8);
            ThreadPool.GetAvailableThreads(out int workerThreads1, out int completionPortThreads1);
            Console.WriteLine($"设置最大的线程数之后 workerThreads:{workerThreads1}  completionPortThreads:{completionPortThreads1}");
            Console.ReadLine();
        }

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 　　3.我们要注意的就是堵塞线程的时候一定要做好处理，最好是不要堵塞我们的线程，不然很容易造成死锁GG

        /// <summary>
        /// ThreadPool 线程等待
        ///类  包含了一个bool属性
        ///false--WaitOne等待--Set--true--WaitOne直接过去
        ///true--WaitOne直接过去--ReSet--false--WaitOne等待
        ///https://www.cnblogs.com/howtrace/p/11362284.html
        /// </summary>
        public static void Show1()
        {
            //设置最大的线程数
            ThreadPool.SetMaxThreads(16, 16);
            //设置最小的线程数
            ThreadPool.SetMinThreads(8, 8);
            //设置false使用WaitOne()会直接堵塞线程，不会释放 、Set()设置为true
            ManualResetEvent manualResetEvent = new ManualResetEvent(false);
            //设置false使用WaitOne()会直接堵塞线程，不会释放 、Set()设置为true
            AutoResetEvent autoResetEvent = new AutoResetEvent(false);
            //上面两种方法都是可以拦截线程，都是继承EventWaitHandle 接口
            //就都具有Reset() //红灯 设置为false导致线程等待
            //Set() //绿灯 设置为true 启动线程继续执行
            //WaitOne() // 等待信号 会根据我们线程状态执行，为true不需要等待直接执行
            //反之为false会等待线程状态为true才会执行

            //不同点 ManualResetEvent AutoResetEvent
            //ManualResetEvent 在·使用Set()的时候会所有处理 WaitOne 状态线程均继续执行。
            //AutoResetEvent 在使用Set()的时候会执行一个线程其他的线程继续等待执行。

            for (int i = 0; i < 20; i++)
            {
                var k = i;
                ThreadPool.QueueUserWorkItem(x =>
                {
                    Console.WriteLine(k);
                    if (k < 18)
                    {
                        //等待线程，但是上面我们只开了16个线程，结果我18个线程全部等待
                        //导致了死锁
                        manualResetEvent.WaitOne();
                    }
                    else
                    {
                        //恢复执行状态
                        manualResetEvent.Set();
                    }
                });
                if (manualResetEvent.WaitOne())
                {
                    Console.WriteLine("没有死锁、、、");
                }
                Console.WriteLine("等着QueueUserWorkItem完成后才执行");
            }
            Console.ReadLine();
        }

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