C#综合揭秘——细说多线程

一、线程的定义

 1. 1 进程、应用程序域与线程的关系

进程（Process）是Windows系统中的一个基本概念，它包含着一个运行程序所需要的资源。进程之间是相对独立的，一个进程无法访问另一个进程的数据（除非利用分布式计算方式），一个进程运行的失败也不会影响其他进程的运行，Windows系统就是利用进程把工作划分为多个独立的区域的。进程可以理解为一个程序的基本边界。

应用程序域（AppDomain）是一个程序运行的逻辑区域，它可以视为一个轻量级的进程，.NET的程序集正是在应用程序域中运行的，一个进程可以包含有多个应用程序域，一个应用程序域也可以包含多个程序集。在一个应用程序域中包含了一个或多个上下文context，使用上下文CLR就能够把某些特殊对象的状态放置在不同容器当中。

线程（Thread）是进程中的基本执行单元，在进程入口执行的第一个线程被视为这个进程的主线程。在.NET应用程序中，都是以Main()方法作为入口的，当调用此方法时系统就会自动创建一个主线程。线程主要是由CPU寄存器、调用栈和线程本地存储器（Thread Local Storage，TLS）组成的。CPU寄存器主要记录当前所执行线程的状态，调用栈主要用于维护线程所调用到的内存与数据，TLS主要用于存放线程的状态信息。

进程、应用程序域、线程的关系如下图，一个进程内可以包括多个应用程序域，也有包括多个线程，线程也可以穿梭于多个应用程序域当中。但在同一个时刻，线程只会处于一个应用程序域内。

由于本文是以介绍多线程技术为主题，对进程、应用程序域的介绍就到此为止。关于进程、线程、应用程序域的技术，在“C#综合揭秘——细说进程、应用程序域与上下文”会有详细介绍。

1.2 多线程

在单CPU系统的一个单位时间（time slice）内，CPU只能运行单个线程，运行顺序取决于线程的优先级别。如果在单位时间内线程未能完成执行，系统就会把线程的状态信息保存到线程的本地存储器（TLS） 中，以便下次执行时恢复执行。而多线程只是系统带来的一个假像，它在多个单位时间内进行多个线程的切换。因为切换频密而且单位时间非常短暂，所以多线程可被视作同时运行。

适当使用多线程能提高系统的性能，比如：在系统请求大容量的数据时使用多线程，把数据输出工作交给异步线程，使主线程保持其稳定性去处理其他问题。但需要注意一点，因为CPU需要花费不少的时间在线程的切换上，所以过多地使用多线程反而会导致性能的下降。

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二、线程的基础知识

2.1 System.Threading.Thread类

System.Threading.Thread是用于控制线程的基础类，通过Thread可以控制当前应用程序域中线程的创建、挂起、停止、销毁。

它包括以下常用公共属性：

2.1.1 线程的标识符

ManagedThreadId是确认线程的唯一标识符，程序在大部分情况下都是通过Thread.ManagedThreadId来辨别线程的。而Name是一个可变值，在默认时候，Name为一个空值 Null，开发人员可以通过程序设置线程的名称，但这只是一个辅助功能。

2.1.2 线程的优先级别

.NET为线程设置了Priority属性来定义线程执行的优先级别，里面包含5个选项，其中Normal是默认值。除非系统有特殊要求，否则不应该随便设置线程的优先级别。

2.1.3 线程的状态

通过ThreadState可以检测线程是处于Unstarted、Sleeping、Running 等等状态，它比 IsAlive 属性能提供更多的特定信息。

前面说过，一个应用程序域中可能包括多个上下文，而通过CurrentContext可以获取线程当前的上下文。

CurrentThread是最常用的一个属性，它是用于获取当前运行的线程。

2.1.4 System.Threading.Thread的方法

Thread 中包括了多个方法来控制线程的创建、挂起、停止、销毁，以后来的例子中会经常使用。

2.1.5 开发实例

以下这个例子，就是通过Thread显示当前线程信息

 1         static void Main(string[] args)
 2         {
 3             Thread thread = Thread.CurrentThread;
 4             thread.Name = "Main Thread";
 5             string threadMessage = string.Format("Thread ID:{0}\n    Current AppDomainId:{1}\n    "+
 6                 "Current ContextId:{2}\n    Thread Name:{3}\n    "+
 7                 "Thread State:{4}\n    Thread Priority:{5}\n",
 8                 thread.ManagedThreadId, Thread.GetDomainID(), Thread.CurrentContext.ContextID,
 9                 thread.Name, thread.ThreadState, thread.Priority);
10             Console.WriteLine(threadMessage);
11             Console.ReadKey();
12         }

运行结果

2.2  System.Threading 命名空间

在System.Threading命名空间内提供多个方法来构建多线程应用程序,其中ThreadPool与Thread是多线程开发中最常用到的，在.NET中专门设定了一个CLR线程池专门用于管理线程的运行，这个CLR线程池正是通过ThreadPool类来管理。而Thread是管理线程的最直接方式，下面几节将详细介绍有关内容。

在System.Threading中的包含了下表中的多个常用委托，其中ThreadStart、ParameterizedThreadStart是最常用到的委托。 由ThreadStart生成的线程是最直接的方式，但由ThreadStart所生成并不受线程池管理。 而ParameterizedThreadStart是为异步触发带参数的方法而设的，在下一节将为大家逐一细说。

2.3 线程的管理方式

通过ThreadStart来创建一个新线程是最直接的方法，但这样创建出来的线程比较难管理，如果创建过多的线程反而会让系统的性能下载。有见及此，.NET为线程管理专门设置了一个CLR线程池，使用CLR线程池系统可以更合理地管理线程的使用。所有请求的服务都能运行于线程池中，当运行结束时线程便会回归到线程池。通过设置，能控制线程池的最大线程数量，在请求超出线程最大值时，线程池能按照操作的优先级别来执行，让部分操作处于等待状态，待有线程回归时再执行操作。

基础知识就为大家介绍到这里，下面将详细介绍多线程的开发。

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三、以ThreadStart方式实现多线程

3.1 使用ThreadStart委托

这里先以一个例子体现一下多线程带来的好处，首先在Message类中建立一个方法ShowMessage()，里面显示了当前运行线程的Id，并使用Thread.Sleep（int ) 方法模拟部分工作。在main()中通过ThreadStart委托绑定Message对象的ShowMessage（）方法，然后通过Thread.Start（）执行异步方法。

 1       public class Message
 2       {
 3           public void ShowMessage()
 4           {
 5               string message = string.Format("Async threadId is :{0}",
 6                                               Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 7               Console.WriteLine(message);
 8
 9               for (int n = 0; n < 10; n++)
10               {
11                   Thread.Sleep(300);
12                   Console.WriteLine("The number is:" + n.ToString());
13               }
14           }
15       }
16
17       class Program
18       {
19           static void Main(string[] args)
20           {
21               Console.WriteLine("Main threadId is:"+
22                                 Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
23               Message message=new Message();
24               Thread thread = new Thread(new ThreadStart(message.ShowMessage));
25               thread.Start();
26               Console.WriteLine("Do something ..........!");
27               Console.WriteLine("Main thread working is complete!");
28
29           }
30       }

请注意运行结果，在调用Thread.Start()方法后，系统以异步方式运行Message.ShowMessage()，而主线程的操作是继续执行的，在Message.ShowMessage()完成前，主线程已完成所有的操作。

3.2 使用ParameterizedThreadStart委托

ParameterizedThreadStart委托与ThreadStart委托非常相似，但ParameterizedThreadStart委托是面向带参数方法的。注意ParameterizedThreadStart 对应方法的参数为object，此参数可以为一个值对象，也可以为一个自定义对象。

 1     public class Person
 2     {
 3         public string Name
 4         {
 5             get;
 6             set;
 7         }
 8         public int Age
 9         {
10             get;
11             set;
12         }
13     }
14
15     public class Message
16     {
17         public void ShowMessage(object person)
18         {
19             if (person != null)
20             {
21                 Person _person = (Person)person;
22                 string message = string.Format("\n{0}‘s age is {1}!\nAsync threadId is:{2}",
23                     _person.Name,_person.Age,Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
24                 Console.WriteLine(message);
25             }
26             for (int n = 0; n < 10; n++)
27             {
28                 Thread.Sleep(300);
29                 Console.WriteLine("The number is:" + n.ToString());
30             }
31         }
32     }
33
34     class Program
35     {
36         static void Main(string[] args)
37         {
38             Console.WriteLine("Main threadId is:"+Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
39
40             Message message=new Message();
41             //绑定带参数的异步方法
42             Thread thread = new Thread(new ParameterizedThreadStart(message.ShowMessage));
43             Person person = new Person();
44             person.Name = "Jack";
45             person.Age = 21;
46             thread.Start(person);  //启动异步线程
47
48             Console.WriteLine("Do something ..........!");
49             Console.WriteLine("Main thread working is complete!");
50
51         }
52     }

运行结果：

3.3 前台线程与后台线程

注意以上两个例子都没有使用Console.ReadKey（）,但系统依然会等待异步线程完成后才会结束。这是因为使用Thread.Start()启动的线程默认为前台线程，而系统必须等待所有前台线程运行结束后，应用程序域才会自动卸载。

在第二节曾经介绍过线程Thread有一个属性IsBackground，通过把此属性设置为true，就可以把线程设置为后台线程！这时应用程序域将在主线程完成时就被卸载，而不会等待异步线程的运行。

3.4 挂起线程

为了等待其他后台线程完成后再结束主线程，就可以使用Thread.Sleep()方法。

 1     public class Message
 2     {
 3         public void ShowMessage()
 4         {
 5             string message = string.Format("\nAsync threadId is:{0}",
 6                                            Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 7             Console.WriteLine(message);
 8             for (int n = 0; n < 10; n++)
 9             {
10                 Thread.Sleep(300);
11                 Console.WriteLine("The number is:" + n.ToString());
12             }
13         }
14     }
15
16     class Program
17     {
18         static void Main(string[] args)
19         {
20             Console.WriteLine("Main threadId is:"+
21                               Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
22
23             Message message=new Message();
24             Thread thread = new Thread(new ThreadStart(message.ShowMessage));
25             thread.IsBackground = true;
26             thread.Start();
27
28             Console.WriteLine("Do something ..........!");
29             Console.WriteLine("Main thread working is complete!");
30             Console.WriteLine("Main thread sleep!");
31             Thread.Sleep(5000);
32         }
33     }

运行结果如下，此时应用程序域将在主线程运行5秒后自动结束

但系统无法预知异步线程需要运行的时间，所以用通过Thread.Sleep（int）阻塞主线程并不是一个好的解决方法。有见及此，.NET专门为等待异步线程完成开发了另一个方法thread.Join()。把上面例子中的最后一行Thread.Sleep（5000）修改为 thread.Join() 就能保证主线程在异步线程thread运行结束后才会终止。

3.5 Suspend 与 Resume （慎用）

Thread.Suspend（）与 Thread.Resume（）是在Framework1.0 就已经存在的老方法了，它们分别可以挂起、恢复线程。但在Framework2.0中就已经明确排斥这两个方法。这是因为一旦某个线程占用了已有的资源，再使用Suspend（）使线程长期处于挂起状态，当在其他线程调用这些资源的时候就会引起死锁！所以在没有必要的情况下应该避免使用这两个方法。

3.6 终止线程

若想终止正在运行的线程，可以使用Abort（）方法。在使用Abort（）的时候，将引发一个特殊异常 ThreadAbortException 。 若想在线程终止前恢复线程的执行，可以在捕获异常后 ,在catch（ThreadAbortException ex）{...} 中调用Thread.ResetAbort（）取消终止。 而使用Thread.Join（）可以保证应用程序域等待异步线程结束后才终止运行。

 1          static void Main(string[] args)
 2          {
 3              Console.WriteLine("Main threadId is:" +
 4                                Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 5
 6              Thread thread = new Thread(new ThreadStart(AsyncThread));
 7              thread.IsBackground = true;
 8              thread.Start();
 9              thread.Join();
10
11          }
12
13          //以异步方式调用
14          static void AsyncThread()
15          {
16              try
17              {
18                  string message = string.Format("\nAsync threadId is:{0}",
19                     Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
20                  Console.WriteLine(message);
21
22                  for (int n = 0; n < 10; n++)
23                  {
24                      //当n等于4时，终止线程
25                      if (n >= 4)
26                      {
27                          Thread.CurrentThread.Abort(n);
28                      }
29                      Thread.Sleep(300);
30                      Console.WriteLine("The number is:" + n.ToString());
31                  }
32              }
33              catch (ThreadAbortException ex)
34              {
35                  //输出终止线程时n的值
36                  if (ex.ExceptionState != null)
37                      Console.WriteLine(string.Format("Thread abort when the number is: {0}!",
38                                                       ex.ExceptionState.ToString()));
39
40                  //取消终止，继续执行线程
41                  Thread.ResetAbort();
42                  Console.WriteLine("Thread ResetAbort!");
43              }
44
45              //线程结束
46              Console.WriteLine("Thread Close!");
47          }

运行结果如下

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四、CLR线程池的工作者线程

4.1 关于CLR线程池

使用ThreadStart与ParameterizedThreadStart建立新线程非常简单，但通过此方法建立的线程难于管理，若建立过多的线程反而会影响系统的性能。 有见及此，.NET引入CLR线程池这个概念。CLR线程池并不会在CLR初始化的时候立刻建立线程，而是在应用程序要创建线程来执行任务时，线程池才初始化一个线程。线程的初始化与其他的线程一样。在完成任务以后，该线程不会自行销毁，而是以挂起的状态返回到线程池。直到应用程序再次向线程池发出请求时，线程池里挂起的线程就会再度激活执行任务。这样既节省了建立线程所造成的性能损耗，也可以让多个任务反复重用同一线程，从而在应用程序生存期内节约大量开销。

注意：通过CLR线程池所建立的线程总是默认为后台线程，优先级数为ThreadPriority.Normal。

4.2 工作者线程与I/O线程

CLR线程池分为工作者线程（workerThreads）与I/O线程 (completionPortThreads) 两种，工作者线程是主要用作管理CLR内部对象的运作，I/O（Input/Output) 线程顾名思义是用于与外部系统交换信息，IO线程的细节将在下一节详细说明。

通过ThreadPool.GetMax（out int workerThreads,out int completionPortThreads )和 ThreadPool.SetMax( int workerThreads, int completionPortThreads)两个方法可以分别读取和设置CLR线程池中工作者线程与I/O线程的最大线程数。在Framework2.0中最大线程默认为25*CPU数，在Framewok3.0、4.0中最大线程数默认为250*CPU数，在近年 I3,I5,I7 CPU出现后，线程池的最大值一般默认为1000、2000。 若想测试线程池中有多少的线程正在投入使用，可以通过ThreadPool.GetAvailableThreads( out int workerThreads,out int completionPortThreads ) 方法。

使用CLR线程池的工作者线程一般有两种方式，一是直接通过 ThreadPool.QueueUserWorkItem() 方法，二是通过委托，下面将逐一细说。

4.3 通过QueueUserWorkItem启动工作者线程

ThreadPool线程池中包含有两个静态方法可以直接启动工作者线程： 一为 ThreadPool.QueueUserWorkItem(WaitCallback) 二为 ThreadPool.QueueUserWorkItem(WaitCallback,Object)

先把WaitCallback委托指向一个带有Object参数的无返回值方法，再使用 ThreadPool.QueueUserWorkItem(WaitCallback) 就可以异步启动此方法，此时异步方法的参数被视为null 。

 1     class Program
 2     {
 3         static void Main(string[] args)
 4         {
 5             //把CLR线程池的最大值设置为1000
 6             ThreadPool.SetMaxThreads(1000, 1000);
 7             //显示主线程启动时线程池信息
 8             ThreadMessage("Start");
 9             //启动工作者线程
10             ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(AsyncCallback));
11             Console.ReadKey();
12         }
13
14         static void AsyncCallback(object state)
15         {
16             Thread.Sleep(200);
17             ThreadMessage("AsyncCallback");
18             Console.WriteLine("Async thread do work!");
19         }
20
21         //显示线程现状
22         static void ThreadMessage(string data)
23         {
24             string message = string.Format("{0}\n  CurrentThreadId is {1}",
25                  data, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
26             Console.WriteLine(message);
27         }
28     }

运行结果

使用 ThreadPool.QueueUserWorkItem(WaitCallback,Object) 方法可以把object对象作为参数传送到回调函数中。 下面例子中就是把一个string对象作为参数发送到回调函数当中。

 1     class Program
 2     {
 3         static void Main(string[] args)
 4         {
 5             //把线程池的最大值设置为1000
 6             ThreadPool.SetMaxThreads(1000, 1000);
 7
 8             ThreadMessage("Start");
 9             ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(AsyncCallback),"Hello Elva");
10             Console.ReadKey();
11         }
12
13         static void AsyncCallback(object state)
14         {
15             Thread.Sleep(200);
16             ThreadMessage("AsyncCallback");
17
18             string data = (string)state;
19             Console.WriteLine("Async thread do work!\n"+data);
20         }
21
22         //显示线程现状
23         static void ThreadMessage(string data)
24         {
25             string message = string.Format("{0}\n  CurrentThreadId is {1}",
26                  data, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
27             Console.WriteLine(message);
28         }
29     }

运行结果

通过ThreadPool.QueueUserWorkItem启动工作者线程虽然是方便，但WaitCallback委托指向的必须是一个带有Object参数的无返回值方法，这无疑是一种限制。若方法需要有返回值，或者带有多个参数，这将多费周折。有见及此，.NET提供了另一种方式去建立工作者线程，那就是委托。

4.4  委托类　　　　　　　

使用CLR线程池中的工作者线程，最灵活最常用的方式就是使用委托的异步方法，在此先简单介绍一下委托类。

当定义委托后，.NET就会自动创建一个代表该委托的类，下面可以用反射方式显示委托类的方法成员（对反射有兴趣的朋友可以先参考一下“.NET基础篇——反射的奥妙”）

 1     class Program
 2     {
 3         delegate void MyDelegate();
 4
 5         static void Main(string[] args)
 6         {
 7             MyDelegate delegate1 = new MyDelegate(AsyncThread);
 8             //显示委托类的几个方法成员
 9             var methods=delegate1.GetType().GetMethods();
10             if (methods != null)
11                 foreach (MethodInfo info in methods)
12                     Console.WriteLine(info.Name);
13             Console.ReadKey();
14          }
15      }

委托类包括以下几个重要方法

1     public class MyDelegate:MulticastDelegate
2     {
3         public MyDelegate(object target, int methodPtr);
4         //调用委托方法
5         public virtual void Invoke();
6         //异步委托
7         public virtual IAsyncResult BeginInvoke(AsyncCallback callback,object state);
8         public virtual void EndInvoke(IAsyncResult result);
9     }

当调用Invoke（）方法时，对应此委托的所有方法都会被执行。而BeginInvoke与EndInvoke则支持委托方法的异步调用，由BeginInvoke启动的线程都属于CLR线程池中的工作者线程，在下面将详细说明。

4.5  利用BeginInvoke与EndInvoke完成异步委托方法

首先建立一个委托对象，通过IAsyncResult BeginInvoke(string name,AsyncCallback callback,object state) 异步调用委托方法，BeginInvoke 方法除最后的两个参数外，其它参数都是与方法参数相对应的。通过 BeginInvoke 方法将返回一个实现了 System.IAsyncResult 接口的对象，之后就可以利用EndInvoke（IAsyncResult ) 方法就可以结束异步操作，获取委托的运行结果。

 1     class Program
 2     {
 3         delegate string MyDelegate(string name);
 4
 5         static void Main(string[] args)
 6         {
 7             ThreadMessage("Main Thread");
 8
 9             //建立委托
10             MyDelegate myDelegate = new MyDelegate(Hello);
11             //异步调用委托，获取计算结果
12             IAsyncResult result=myDelegate.BeginInvoke("Leslie", null, null);
13             //完成主线程其他工作
14             .............
15             //等待异步方法完成，调用EndInvoke(IAsyncResult)获取运行结果
16             string data=myDelegate.EndInvoke(result);
17             Console.WriteLine(data);
18
19             Console.ReadKey();
20         }
21
22         static string Hello(string name)
23         {
24             ThreadMessage("Async Thread");
25             Thread.Sleep(2000);            //虚拟异步工作
26             return "Hello " + name;
27         }
28
29         //显示当前线程
30         static void ThreadMessage(string data)
31         {
32             string message = string.Format("{0}\n  ThreadId is:{1}",
33                    data,Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
34             Console.WriteLine(message);
35         }
36     }

运行结果

4.6  善用IAsyncResult

在以上例子中可以看见，如果在使用myDelegate.BeginInvoke后立即调用myDelegate.EndInvoke，那在异步线程未完成工作以前主线程将处于阻塞状态，等到异步线程结束获取计算结果后，主线程才能继续工作，这明显无法展示出多线程的优势。此时可以好好利用IAsyncResult 提高主线程的工作性能，IAsyncResult有以下成员：

1 public interface IAsyncResult
2 {
3     object AsyncState {get;}            //获取用户定义的对象，它限定或包含关于异步操作的信息。
4     WailHandle AsyncWaitHandle {get;}   //获取用于等待异步操作完成的 WaitHandle。
5     bool CompletedSynchronously {get;}  //获取异步操作是否同步完成的指示。
6     bool IsCompleted {get;}             //获取异步操作是否已完成的指示。
7 }

通过轮询方式，使用IsCompleted属性判断异步操作是否完成，这样在异步操作未完成前就可以让主线程执行另外的工作。

 1     class Program
 2     {
 3         delegate string MyDelegate(string name);
 4
 5         static void Main(string[] args)
 6         {
 7             ThreadMessage("Main Thread");
 8
 9             //建立委托
10             MyDelegate myDelegate = new MyDelegate(Hello);
11             //异步调用委托，获取计算结果
12             IAsyncResult result=myDelegate.BeginInvoke("Leslie", null, null);
13             //在异步线程未完成前执行其他工作
14             while (!result.IsCompleted)
15             {
16                 Thread.Sleep(200);      //虚拟操作
17                 Console.WriteLine("Main thead do work!");
18             }
19             string data=myDelegate.EndInvoke(result);
20             Console.WriteLine(data);
21
22             Console.ReadKey();
23         }
24
25         static string Hello(string name)
26         {
27             ThreadMessage("Async Thread");
28             Thread.Sleep(2000);
29             return "Hello " + name;
30         }
31
32         static void ThreadMessage(string data)
33         {
34             string message = string.Format("{0}\n  ThreadId is:{1}",
35                    data,Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
36             Console.WriteLine(message);
37         }
38     }

运行结果：

除此以外，也可以使用WailHandle完成同样的工作，WaitHandle里面包含有一个方法WaitOne（int timeout），它可以判断委托是否完成工作，在工作未完成前主线程可以继续其他工作。运行下面代码可得到与使用 IAsyncResult.IsCompleted 同样的结果，而且更简单方便 。

 1 namespace Test
 2 {
 3     class Program
 4     {
 5         delegate string MyDelegate(string name);
 6
 7         static void Main(string[] args)
 8         {
 9             ThreadMessage("Main Thread");
10
11             //建立委托
12             MyDelegate myDelegate = new MyDelegate(Hello);
13
14             //异步调用委托，获取计算结果
15             IAsyncResult result=myDelegate.BeginInvoke("Leslie", null, null);
16
17             while (!result.AsyncWaitHandle.WaitOne(200))
18             {
19                 Console.WriteLine("Main thead do work!");
20             }
21             string data=myDelegate.EndInvoke(result);
22             Console.WriteLine(data);
23
24             Console.ReadKey();
25         }
26
27         static string Hello(string name)
28         {
29             ThreadMessage("Async Thread");
30             Thread.Sleep(2000);
31             return "Hello " + name;
32         }
33
34         static void ThreadMessage(string data)
35         {
36             string message = string.Format("{0}\n  ThreadId is:{1}",
37                    data,Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
38             Console.WriteLine(message);
39         }
40     }

当要监视多个运行对象的时候，使用IAsyncResult.WaitHandle.WaitOne可就派不上用场了。 幸好.NET为WaitHandle准备了另外两个静态方法：WaitAny（waitHandle[], int）与WaitAll (waitHandle[] , int)。 其中WaitAll在等待所有waitHandle完成后再返回一个bool值。 而WaitAny是等待其中一个waitHandle完成后就返回一个int，这个int是代表已完成waitHandle在waitHandle[]中的数组索引。 下面就是使用WaitAll的例子，运行结果与使用 IAsyncResult.IsCompleted 相同。

 1     class Program
 2     {
 3         delegate string MyDelegate(string name);
 4
 5         static void Main(string[] args)
 6         {
 7             ThreadMessage("Main Thread");
 8
 9             //建立委托
10             MyDelegate myDelegate = new MyDelegate(Hello);
11
12             //异步调用委托，获取计算结果
13             IAsyncResult result=myDelegate.BeginInvoke("Leslie", null, null);
14
15             //此处可加入多个检测对象
16             WaitHandle[] waitHandleList = new WaitHandle[] { result.AsyncWaitHandle,........ };
17             while (!WaitHandle.WaitAll(waitHandleList,200))
18             {
19                 Console.WriteLine("Main thead do work!");
20             }
21             string data=myDelegate.EndInvoke(result);
22             Console.WriteLine(data);
23
24             Console.ReadKey();
25         }
26
27         static string Hello(string name)
28         {
29             ThreadMessage("Async Thread");
30             Thread.Sleep(2000);
31             return "Hello " + name;
32         }
33
34         static void ThreadMessage(string data)
35         {
36             string message = string.Format("{0}\n  ThreadId is:{1}",
37                    data,Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
38             Console.WriteLine(message);
39         }
40     }

4.7 回调函数

使用轮询方式来检测异步方法的状态非常麻烦，而且效率不高，有见及此，.NET为 IAsyncResult BeginInvoke（AsyncCallback , object）准备了一个回调函数。使用 AsyncCallback 就可以绑定一个方法作为回调函数，回调函数必须是带参数 IAsyncResult 且无返回值的方法： void AsycnCallbackMethod(IAsyncResult result) 。在BeginInvoke方法完成后，系统就会调用AsyncCallback所绑定的回调函数,最后回调函数中调用 XXX EndInvoke（IAsyncResult result) 就可以结束异步方法，它的返回值类型与委托的返回值一致。

 1     class Program
 2     {
 3         delegate string MyDelegate(string name);
 4
 5         static void Main(string[] args)
 6         {
 7             ThreadMessage("Main Thread");
 8
 9             //建立委托
10             MyDelegate myDelegate = new MyDelegate(Hello);
11             //异步调用委托，获取计算结果
12             myDelegate.BeginInvoke("Leslie", new AsyncCallback(Completed), null);
13             //在启动异步线程后，主线程可以继续工作而不需要等待
14             for (int n = 0; n < 6; n++)
15                 Console.WriteLine("  Main thread do work!");
16             Console.WriteLine("");
17
18             Console.ReadKey();
19         }
20
21         static string Hello(string name)
22         {
23             ThreadMessage("Async Thread");
24             Thread.Sleep(2000);             \\模拟异步操作
25             return "\nHello " + name;
26         }
27
28         static void Completed(IAsyncResult result)
29         {
30             ThreadMessage("Async Completed");
31
32             //获取委托对象，调用EndInvoke方法获取运行结果
33             AsyncResult _result = (AsyncResult)result;
34             MyDelegate myDelegate = (MyDelegate)_result.AsyncDelegate;
35             string data = myDelegate.EndInvoke(_result);
36             Console.WriteLine(data);
37         }
38
39         static void ThreadMessage(string data)
40         {
41             string message = string.Format("{0}\n  ThreadId is:{1}",
42                    data, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
43             Console.WriteLine(message);
44         }
45     }

可以看到，主线在调用BeginInvoke方法可以继续执行其他命令，而无需再等待了，这无疑比使用轮询方式判断异步方法是否完成更有优势。 在异步方法执行完成后将会调用AsyncCallback所绑定的回调函数，注意一点，回调函数依然是在异步线程中执行，这样就不会影响主线程的运行，这也使用回调函数最值得青昧的地方。 在回调函数中有一个既定的参数IAsyncResult,把IAsyncResult强制转换为AsyncResult后，就可以通过 AsyncResult.AsyncDelegate 获取原委托，再使用EndInvoke方法获取计算结果。 运行结果如下：

如果想为回调函数传送一些外部信息，就可以利用BeginInvoke(AsyncCallback,object)的最后一个参数object,它允许外部向回调函数输入任何类型的参数。只需要在回调函数中利用 AsyncResult.AsyncState 就可以获取object对象。

 1     class Program
 2     {
 3         public class Person
 4         {
 5             public string Name;
 6             public int Age;
 7         }
 8
 9         delegate string MyDelegate(string name);
10
11         static void Main(string[] args)
12         {
13             ThreadMessage("Main Thread");
14
15             //建立委托
16             MyDelegate myDelegate = new MyDelegate(Hello);
17
18             //建立Person对象
19             Person person = new Person();
20             person.Name = "Elva";
21             person.Age = 27;
22
23             //异步调用委托，输入参数对象person, 获取计算结果
24             myDelegate.BeginInvoke("Leslie", new AsyncCallback(Completed), person);
25
26             //在启动异步线程后，主线程可以继续工作而不需要等待
27             for (int n = 0; n < 6; n++)
28                 Console.WriteLine("  Main thread do work!");
29             Console.WriteLine("");
30
31             Console.ReadKey();
32         }
33
34         static string Hello(string name)
35         {
36             ThreadMessage("Async Thread");
37             Thread.Sleep(2000);
38             return "\nHello " + name;
39         }
40
41         static void Completed(IAsyncResult result)
42         {
43             ThreadMessage("Async Completed");
44
45             //获取委托对象，调用EndInvoke方法获取运行结果
46             AsyncResult _result = (AsyncResult)result;
47             MyDelegate myDelegate = (MyDelegate)_result.AsyncDelegate;
48             string data = myDelegate.EndInvoke(_result);
49             //获取Person对象
50             Person person = (Person)result.AsyncState;
51             string message = person.Name + "‘s age is " + person.Age.ToString();
52
53             Console.WriteLine(data+"\n"+message);
54         }
55
56         static void ThreadMessage(string data)
57         {
58             string message = string.Format("{0}\n  ThreadId is:{1}",
59                    data, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
60             Console.WriteLine(message);
61         }
62     }

运行结果:

关于I/O线程、SqlCommand多线程查询、PLINQ、定时器与锁的内容将在C#综合揭秘——细说多线程（下）中详细介绍。