线程
概要:操作系统通过线程对程序的执行进行管理
线程的数据结构:1.线程的核心对象(包含线程的当前寄存器状态),调用线程时-寄存器状态被加载到CPU中。
2.线程环境块TEB:一块用户模式下的内存
3.用户模式的堆栈:用户程序的局部变量和参数的存储
4.内核模式的堆栈:用于访问操作系统时的堆栈
线程分类:前台线程与后台线程。pS:所有前台线程终止,程序终止。
线程执行任务分类:工作者线程和I/O线程
工作者线程:计算密集的任务,CPU与线程资源充分利用
I/O线程:CPU可以不必参与处理过程
线程池
线程的创建与启动
由于线程用来表示代码的执行,所以需要通过委托进行,常见的3种线程委托
1.ThreadStart委托
public delegate void ThreadStart();
2.ParameterizedThreadStart委托
public delegate void ParameterizedThreadStart(Object obj)
3.TimerCallback委托
Timer类实现
public Timer(TimerCallback //时间到时执行的委托
,State //传递的参数
,DueTime //创建到第一次执行的时差
,Period //时间间隔
)
线程的状态 System.Thread.ThreadState
线程上下文获取线程数据 ExecutionContext
异步编程模式APM
为了支持APM模式处理,.NET中对于消耗时间较长的操作,提供了BEGIN和END的方法,当调用Begin,启动异步线程第一步,同时将会保存第三步处理的回调方法,第三部操作将会在线程池的I/O线程上执行。
例子:流的读取操作
1.同步
public override int Read(byte[] array ,int offset, int count);
2.异步,第一步和第三步操作如下
public override IAsyncResult BeginRead(
byte[] array
,int offset
,int numBytes
,AsyncCallback userCallback
,object stateObject)
userCallback:异步调用完成后,系统需要调用的回调方法
stateObject:传递给回调方法的用户自定义的参数对象,一般来说,这个对象是使用异步操作的对象,用来完成结束操作。
public override int EndRead( IAsyncResult syncResult);
FileStream fs= new FileStream(path,open); IAsyncResult result= fs.BeginRead(buffer,0,4096,delegate(IAsyncResult ar) { int length= fs.EndRead(ar);},fs);
基于事件的异步编程模式EPM
支持EPM的类将有一个或多个后缀为Async的方法,同时还会有相应的名为Completed后缀的事件
Async方法启动异步处理,而Completed事件则通过事件来宣告异步处理的完成
无论处理完成、出现异常、终止异步处理,都必须调用Completed处理程序
例子:WebClient发送一个请求 OpenReadAsync
public void OpenReadAsync(Uri address)
public event OpenReadCompletedEventHandler OpenReadCompleted
处理该事件
public static void OpenReadCallback2(Object sender,OpenReadCompletedEventArgs e) { stream reply=null; streamReader s=null; try { reply=(stream)e.Result; s=new StreamReader(reply); Console.WriteLine(s.ReadToEnd()); }
异步线程的状态和同步问题
public interface IAsyncResult
{
object AsyncState{get;}
WaitHandle AsyncWatiHanle{get;}
bool CompletedSynchronously{get;}
bool IsCompleted{get;}
}
处理管道中的异步问题
将线程从等待中解放出来
在启动线程操作时,将结束异步操作的第三部方法保存起来,在第一步之后,立即结束第一个线程,第二部等待处理完成后,取出保存的第三部处理方法,重新获取一个线程执行第三部,完成后,继续线程的原来的后续步骤。
NextStep类 public NextStep(EndEventHandler handler){ this._endHandler=handler; } public void AsyncCallback(IAsyncResult ar) { this._endHandler(ar); } ReadFile类 封装 IAsyncReault BeginReadFile(Object sender,EvnetArgs e, AsyncCallback cb, Object extraData); void EndReadFile(IAsyncResult ar); StepDemo 封装this._beginHandler和this._endHandler public void DoAsyncBeginWork() { NextSetp step=new (this._endhandler); this.beginHandler(this, , step.AsyncCallback,null); } 调用 StepDemo demo=new StepDemo(); ReadFile rf=new ReadFile(); demo.AddDoWork(rf.BeginHandler,rf.EndHandler); demo.DoAsyncBeiginWork();
线程池
public static class ThreadPool
.net在每一个线程中维护一个应用程序分享的线程池,线程池提供队列,可以使用少量的线程完成多数线程的任务
线程池工作原理:
1.线程池的线程分为:计算密集的工作者线程 、 I/O线程
2.线程池的线程从相应的任务队列中获取相应的任务进行处理,完成后,继续从队列获取任务,如果没有,在等待一段时间后,线程将被销毁
加入工作者线程
1.public delegate void WaitCallback{object state}
2.public static void main(){
ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(ThreadProc));
static void ThreadProc(object stateInfo){};
加入I/O线程
调用Begin开头的方法,就是将线程排入线程池的I/O任务队列
HttpApplication中的异步线程
服务器接收一个请求时,httpRuntime将从HttpApplication池中获取一个HttpApplication对象处理请求,请求的处理过程被排入线程池中。