.net多线程应用

2023-01-02 10:53:52

昨天在部门分享.net多线程的一些内容，特此在博客记录下。内容如下：

进程与线程

1.什么是进程

进程是指在系统中正在运行的一个应用程序
每个进程之间是独立的，每个进程均运行在其专用且受保护的内存空间内

2.什么是线程

1个进程要想执行任务，必须得有线程（每1个进程至少要有1条线程）
线程是进程的基本执行单元，一个进程（程序）的所有任务都在线程中执行

3.线程的串行

1个线程中任务的执行是串行的
如果要在1个线程中执行多个任务，那么只能一个一个地按顺序执行这些任务
也就是说，在同一时间内，1个线程只能执行1个任务

4.什么是多线程

1个进程中可以开启多条线程，每条线程可以并行（同时）执行不同的任务

并发与并行

并发(concurrency)：
在同一时刻只能有一条指令执行，
多个线程程指令被快速的轮换执行

并行(parallel)：
在同一时刻，有多条指令
在多个处理器上同时执行。

ps:（上面中的两个小图，来自网上，如有侵权，请联系本人删除）

多线程的原理与优缺点

同一时间，单CPU只能处理1条线程，只有1条线程在工作（执行）多线程并发（同时）执行，
其实是CPU快速地在多条线程之间调度（切换）如果CPU调度线程的时间足够快，就造成了多线程并行执行的假象
优点
1、能适当提高程序的执行效率
2、能适当提高资源利用率(CPU、内存、带宽)

缺点
1、开启线程需要占用一定的内存空间
(默认情况下，主线程占用1M，子线程占用512KB)
2、CPU在调度线程上的开销就越大(上下文切换)
3、并发线程数过高可能出现大量的IO阻塞

如果串行算法可以在不到1S内就能得出结果,那么切换到并行的加速效果不明显
目前没有很好的判断标准,最好的方式就是不停的测试

线程上下文切换，CPU暂停程序执行，将当前寄存器的值保存到内存中，从现有线程中选出一个线程加载上下文结构到寄存器，再开始执行。
Windows大约每30ms执行一次垃圾回收，CLR会暂停所有的线程,遍历所有的对象进行垃圾清除。

线程安全的集合

System.Collections.Concurrent命名空间下的类型来用于并行循环体内。

类	说明
BlockingCollection<T>	为实现 IProducerConsumerCollection<T> 的线程安全集合提供阻止和限制功能。
ConcurrentBag<T>	表示对象的线程安全的无序集合。
ConcurrentDictionary<TKey, TValue>	表示可由多个线程同时访问的键值对的线程安全集合。
ConcurrentQueue<T>	表示线程安全的先进先出 (FIFO) 集合。
ConcurrentStack<T>	表示线程安全的后进先出 (LIFO) 集合。
OrderablePartitioner<TSource>	表示将一个可排序数据源拆分成多个分区的特定方式。
Partitioner	提供针对数组、列表和可枚举项的常见分区策略。
Partitioner<TSource>	表示将一个数据源拆分成多个分区的特定方式。

线程状态

成员名称	说明
Aborted	线程处于 Stopped 状态中。
AbortRequested	已对线程调用了 Thread.Abort 方法，但线程尚未收到试图终止它的挂起的System.Threading.ThreadAbortException。
Background	线程正作为后台线程执行（相对于前台线程而言）。此状态可以通过设置Thread.IsBackground 属性来控制。
Running	线程已启动，它未被阻塞，并且没有挂起的 ThreadAbortException。
Stopped	线程已停止。
StopRequested	正在请求线程停止。这仅用于内部。
Suspended	线程已挂起。
SuspendRequested	正在请求线程挂起。
Unstarted	尚未对线程调用 Thread.Start 方法。
WaitSleepJoin	由于调用 Wait、Sleep 或 Join，线程已被阻止。

C#多线程环境下调用 HttpWebRequest 并发连接限制

.net 的 HttpWebRequest 或者 WebClient 在多线程情况下存在并发连接限制，这个限制在桌面操作系统windows 7 下默认是2，在服务器操作系统上默认为10。不修改这个并发连接限制，客户端同时可以建立的 http 连接数就只有2个或10个。

经过验证，在.net core下也是如此。

.net cor中源码地址：https://github.com/dotnet/corefx/blob/master/src/System.Net.Requests/src/System/Net/HttpWebRequest.cs

对应的.net freamwork中的代码：

之所以有这个并发连接限制，是因为 http 1.0 和 http 1.1 标准规定并发连接数最大为2.。不过目前主流的浏览器都已经不遵循这个规则了，但 .net 依然默认遵循这个规则。

对于.net core,这个设置系统级别的，不过没读注册表。。。对了，linux没注册表。当应该读系统的环境变量才行的。（作者未验证，欢迎验证过的同学评论）

解决办法：

System.Net.ServicePointManager.DefaultConnectionLimit = ;  //第一种

//HttpWebRequest.ServicePoint.ConnectionLimit=512；          //第二种

.net freawork 下，也可以在配置文件app.config中设置：

<system.net>

    <defaultProxy enabled="false">

      <proxy/>

      <bypasslist/>

      <module/>

    </defaultProxy>

    <connectionManagement>

      <add address="*" maxconnection="10"/>

    </connectionManagement>

  </system.net>

另外提一点：HttpWebRequest默认会使用IE代理设置，上面的配置文件设置不启用代理。

还有一种方法 httpWebRequest.Proxy = null;

这样可以减少.net使用代理所需要花费的时间和占用的资源。

Demo

针对上述理论，我写了Thread 、 Task 、Parallel 的各种demo ，以及多线程的取消的Demo。由于篇幅有限，就在此不做展示，源代码地址：

https://github.com/li-shaoke/ThreadDemo

参考自：

https://www.cnblogs.com/summer_adai/archive/2013/04/26/3045274.html

https://www.cnblogs.com/huangxincheng/archive/2012/04/03/2430638.html

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