多线程和异步调用

1.耗时的操作使用线程,提高应用程序响应

2.并行操作时使用线程,如C/S架构的服务器端并发线程响应用户的请求。

3.多CPU系统中,使用线程提高CPU利用率

4.改善程序结构。一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程,成为几个独立或半独
立的运行部分,这样的程序会利于理解和修改。

使用多线程的理由之一是和进程相比,它是一种非常花销小,切换快,更"节俭"的多任务操作方式。在Linux系统下,启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间,建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段,这是一种"昂贵"的多任务工作方式。而运行于一个进程中的多个线程,它们彼此之间使用相同的地址空间,共享大部分数据,启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间,而且,线程间彼此切换所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。
  使用多线程的理由之二是线程间方便的通信机制。对不同进程来说,它们具有独立的数据空间,要进行数据的传递只能通过通信的方式进行,这种方式不仅费时,而且很不方便。线程则不然,由于同一进程下的线程之间共享数据空间,所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用,这不仅快捷,而且方便。当然,数据的共享也带来其他一些问题,有的变量不能同时被两个线程所修改,有的子程序中声明为static的数据更有可能给多线程程序带来灾难性的打击,这些正是编写多线程程序时最需要注意的地方。
  除了以上所说的优点外,不和进程比较,多线程程序作为一种多任务、并发的工作方式,当然有以下的优点:   1)
提高应用程序响应。这对图形界面的程序尤其有意义,当一个操作耗时很长时,整个系统都会等待这个操作,此时程序不会响应键盘、鼠标、菜单的操作,而使用多线程技术,将耗时长的操作(time
consuming)置于一个新的线程
,可以避免这种尴尬的情况。   2) 使多CPU系统更加有效。操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时,不同的线程运行于不同的CPU上。
  3)
改善程序结构。一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程,成为几个独立或半独立的运行部分,这样的程序会利于理解和修改。

当前流行的Windows操作系统,它能同时运行几个程序(独立运行的程序又称之为进程),对于同一个程序,它又可以分成若干个独立的执行流,我们称之为线程,线程提供了多任务处理的能力。用进程和线程的观点来研究软件是当今普遍采用的方法,进程和线程的概念的出现,对提高软件的并行性有着重要的意义。现在的应用软件无一不是多线程多任务处理,单线城的软件是不可想象的。因此掌握多线程多任务设计方法对每个程序员都是必需要掌握的。本文针对多线程技术在应用中经常遇到的问题,如线程间的通信、同步等,对它们分别进行探讨。 
  
一、 理解线程 
  
要讲解线程,不得不说一下进程,进程是应用程序的执行实例,每个进程是由私有的虚拟地址空间、代码、数据和其它系统资源组成。进程在运行时创建的资源随着进程的终止而死亡。线程的基本思想很简单,它是一个独立的执行流,是进程内部的一个独立的执行单元,相当于一个子程序,它对应Visual
C++中的CwinThread类的对象。单独一个执行程序运行时,缺省的运行包含的一个主线程,主线程以函数地址的形式,如main或WinMain函数,提供程序的启动点,当主线程终止时,进程也随之终止,但根据需要,应用程序又可以分解成许多独立执行的线程,每个线程并行的运行在同一进程中。 
  
一个进程中的所有线程都在该进程的虚拟地址空间中,使用该进程的全局变量和系统资源。操作系统给每个线程分配不同的CPU时间片,在某一个时刻,CPU只执行一个时间片内的线程,多个时间片中的相应线程在CPU内轮流执行,由于每个时间片时间很短,所以对用户来说,仿佛各个线程在计算机中是并行处理的。操作系统是根据线程的优先级来安排CPU的时间,优先级高的线程优先运行,优先级低的线程则继续等待。 
  
线程被分为两种:用户界面线程和工作线程(又称为后台线程)。用户界面线程通常用来处理用户的输入并响应各种事件和消息,其实,应用程序的主执行线程CWinAPP对象就是一个用户界面线程,当应用程序启动时自动创建和启动,同样它的终止也意味着该程序的结束,进城终止。工作者线程用来执行程序的后台处理任务,比如计算、调度、对串口的读写操作等,它和用户界面线程的区别是它不用从CwinThread类派生来创建,对它来说最重要的是如何实现工作线程任务的运行控制函数。工作线程和用户界面线程启动时要调用同一个函数的不同版本;最后需要读者明白的是,一个进程中的所有线程共享它们父进程的变量,但同时每个线程可以拥有自己的变量。

随着拥有多个硬线程CPU(超线程、双核)的普及,多线程和异步操作等并发程序设计方法也受到了更多的关注和讨论。本文主要是想与各位高手一同探讨一下如何使用并发来最大化程序的性能。
  多线程和异步操作的异同
  多线程和异步操作两者都可以达到避免调用线程阻塞的目的,从而提高软件的可响应性。甚至有些时候我们就认为多线程和异步操作是等同的概念。但是,多线程和异步操作还是有一些区别的。而这些区别造成了使用多线程和异步操作的时机的区别。
  异步操作的本质
  所有的程序最终都会由计算机硬件来执行,所以为了更好的理解异步操作的本质,我们有必要了解一下它的硬件基础。
熟悉电脑硬件的朋友肯定对DMA这个词不陌生,硬盘、光驱的技术规格中都有明确DMA的模式指标,其实网卡、声卡、显卡也是有DMA功能的。DMA就是直接内存访问的意思,也就是说,拥有DMA功能的硬件在和内存进行数据交换的时候可以不消耗CPU资源。只要CPU在发起数据传输时发送一个指令,硬件就开始自己和内存交换数据,在传输完成之后硬件会触发一个中断来通知操作完成。这些无须消耗CPU时间的I/O操作正是异步操作的硬件基础。所以即使在DOS这样的单进程(而且无线程概念)系统中也同样可以发起异步的DMA操作。
  线程的本质
  线程不是一个计算机硬件的功能,而是操作系统提供的一种逻辑功能,线程本质上是进程中一段并发运行的代码,所以线程需要操作系统投入CPU资源来运行和调度。
  异步操作的优缺点
  因为异步操作无须额外的线程负担,并且使用回调的方式进行处理,在设计良好的情况下,处理函数可以不必使用共享变量(即使无法完全不用,最起码可以减少共享变量的数量),减少了死锁的可能。当然异步操作也并非完美无暇。编写异步操作的复杂程度较高,程序主要使用回调方式进行处理,与普通人的思维方式有些初入,而且难以调试。
  多线程的优缺点
  多线程的优点很明显,线程中的处理程序依然是顺序执行,符合普通人的思维习惯,所以编程简单。但是多线程的缺点也同样明显,线程的使用(滥用)会给系统带来上下文切换的额外负担。并且线程间的共享变量可能造成死锁的出现。
  适用范围
  在了解了线程与异步操作各自的优缺点之后,我们可以来探讨一下线程和异步的合理用途。我认为:当需要执行I/O操作时,使用异步操作比使用线程+同步I/O操作更合适。I/O操作不仅包括了直接的文件、网络的读写,还包括数据库操作、Web
Service、HttpRequest以及.net
Remoting等跨进程的调用。
  而线程的适用范围则是那种需要长时间CPU运算的场合,例如耗时较长的图形处理和算法执行。但是往往由于使用线程编程的简单和符合习惯,所以很多朋友往往会使用线程来执行耗时较长的I/O操作。这样在只有少数几个并发操作的时候还无伤大雅,如果需要处理大量的并发操作时就不合适了。

转自

http://www.cnblogs.com/gguozhenqian/archive/2011/11/16/2251521.html

时间: 2024-08-16 20:59:07

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1 进程-线程-多线程,同步和异步2 异步使用和回调3 异步参数4 异步等待5 异步返回值 5 多线程的特点:不卡主线程.速度快.无序性7 thread:线程等待,回调,前台线程/后台线程, 8 threadpool:线程池使用,设置线程池,ManualResetEvent9 Task初步接触 10 task:waitall waitany continueWhenAny continueWhenAll  11并行运算Parallel 12 异常处理.线程取消.多线程的临时变量和lock13 A

【摘要】多线程 - BeginInvoke异步调用

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本文章详细的介绍了关于PHP中实现异步调用多线程方法,下面我们以给1000个用户发送一封推荐邮件,用户输入或者导入邮件账号了提交服务器执行发送来讲述. 比如现在有一个场景,给1000个用户发送一封推荐邮件,用户输入或者导入邮件账号了提交服务器执行发送 第一种解决方法: 代码如下: <?php $count=count($emailarr); for($i=0;$i<$count;$i ) { sendmail(.....);//发送邮件 } ?>              这段代码用户体

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C# 同步调用 异步调用 异步回调 多线程的作用

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1.在线程调用中,有时候会碰到操作文件之类的功能.对于开发人员来说,他们并不知道网站会被部署在服务器的那个角落里面,因此根本无法确定真实的物理路径(当然可以使用配置文件来配置物理路径),他们唯一知道的就是文件在项目中的相对路径,为了定位文件路径,一般都会调用HttpContext.Current.Request.MapPath或者HttpContext.Current.Server.MapPath,但是在多线程调用中,HttpContext肯定为null,这时候还调用MapPath结果就是报错.

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一.什么是异步调用 当我们调用一个函数的时候,如果这个函数的执行过程是很耗时的,我们就必须要等待,但是我们有时候并不急着要这个函数返回的结果.因此,我们可以让被调者立即返回,让他在后台慢慢的处理这个请求.对于调用者来说,则可以先处理一些其他事情,在真正需要数据的时候再去尝试获得需要的数据(这个真正需要数据的位置也就是上文提到的阻塞点).这也是Future模式的核心思想:异步调用. 到了这里,你可能会想CountDownLatch不是也可以实现类似的功能的吗?也是可以让耗时的任务通过子线程的方式去