权威.NET多线程详解(源码示例)

目录本文档网上收集，如果出现版权问题，请及时的联系我，我将删除之！1基础篇∙怎样创建一个线程∙受托管的线程与Windows线程∙前台线程与后台线程∙名为BeginXXX和EndXXX的方法是做什么用的∙异步和多线程有什么关联WinForm多线程编程篇∙我的多线程WinForm程序老是抛出InvalidOperationException ，怎么解决？∙Invoke，BeginInvoke干什么用的，内部是怎么实现的∙每个线程都有消息队列吗?∙为什么Winform不允许跨线程修改UI线程控件的值∙有没有什么办法可以简化WinForm多线程的开发线程池∙线程池的作用是什么?∙所有进程使用一个共享的线程池,还是每个进程使用独立的线程池?∙为什么不要手动线程池设置最大值?∙.Net线程池有什么不足?同步∙CLR怎样实现lock(obj)锁定?∙WaitHandle是什么,他和他的派生类怎么使用∙什么是用双锁实现Singleton,为什么要这样做,为什么有人说双锁检验是不安全的∙互斥对象（Mutex）、事件（Event）对象与lock语句的比较什么时候需要锁定∙只有共享资源才需要锁定∙把锁定交给数据库∙了解你的程序是怎么运行的∙业务逻辑对事务和线程安全的要求∙计算一下冲突的可能性∙请多使用lock,少用MutexWeb和IIS∙应用程序池,WebApplication,和线程池之间有什么关系∙Web页面怎么调用异步WebService基础篇怎样创建一个线程一）使用Thread类ThreadStart threadStart=new ThreadStart(Calculate);//通过ThreadStart委托告诉子线程讲执行什么方法,这里执行一个计算圆周长的方法Thread thread=new Thread(threadStart);thread.Start(); //启动新线程public void Calculate(){double Diameter=0.5;Console.Write("The perimeter Of Circle with a Diameter of {0} is {1}"Diameter,Diameter*Math.PI); }二）使用Delegate.BeginInvokedelegate double CalculateMethod(double Diameter); //申明一个委托，表明需要在子线程上执行的方法的函数签名static CalculateMethod calcMethod = new CalculateMethod(Calculate);//把委托和具体的方法关联起来static void Main(string[] args){//此处开始异步执行,并且可以给出一个回调函数(如果不需要执行什么后续操作也可以不使用回调)calcMethod.BeginInvoke(5, new AsyncCallback(TaskFinished), null);Console.ReadLine();}//线程调用的函数,给出直径作为参数,计算周长public static double Calculate(double Diameter){return Diameter * Math.PI;}//线程完成之后回调的函数public static void TaskFinished(IAsyncResult result){double re = 0;re = calcMethod.EndInvoke(result);Console.WriteLine(re);}三）使用ThreadPool.QueueworkItemWaitCallback w = new WaitCallback(Calculate);//下面启动四个线程,计算四个直径下的圆周长ThreadPool.QueueUserWorkItem(w, 1.0);ThreadPool.QueueUserWorkItem(w, 2.0);ThreadPool.QueueUserWorkItem(w, 3.0);ThreadPool.QueueUserWorkItem(w, 4.0);public static void Calculate(double Diameter){return Diameter * Math.PI;}下面两条来自于/tonyman/archive/2007/09/13/891912. html受托管的线程与Windows线程必须要了解，执行.NET应用的线程实际上仍然是Windows线程。

但是，当某个线程被CLR所知时，我们将它称为受托管的线程。

具体来说，由受托管的代码创建出来的线程就是受托管的线程。

如果一个线程由非托管的代码所创建，那么它就是非托管的线程。

不过，一旦该线程执行了受托管的代码它就变成了受托管的线程。

一个受托管的线程和非托管的线程的区别在于，CLR将创建一个System.Threading.Thread类的实例来代表并操作前者。

在内部实现中，CLR将一个包含了所有受托管线程的列表保存在一个叫做ThreadStore地方。

CLR确保每一个受托管的线程在任意时刻都在一个AppDomain中执行，但是这并不代表一个线程将永远处在一个AppDomain中，它可以随着时间的推移转到其他的AppDomain中。

从安全的角度来看，一个受托管的线程的主用户与底层的非托管线程中的Windows主用户是无关的。

前台线程与后台线程启动了多个线程的程序在关闭的时候却出现了问题，如果程序退出的时候不关闭线程，那么线程就会一直的存在，但是大多启动的线程都是局部变量，不能一一的关闭，如果调用Thread.CurrentThread.Abort()方法关闭主线程的话，就会出现ThreadAbortException 异常，因此这样不行。

后来找到了这个办法：Thread.IsBackground 设置线程为后台线程。

msdn对前台线程和后台线程的解释：托管线程或者是后台线程，或者是前台线程。

后台线程不会使托管执行环境处于活动状态，除此之外，后台线程与前台线程是一样的。

一旦所有前台线程在托管进程（其中.exe 文件是托管程序集）中被停止，系统将停止所有后台线程并关闭。

通过设置Thread.IsBackground 属性，可以将一个线程指定为后台线程或前台线程。

例如，通过将Thread.IsBackground 设置为true，就可以将线程指定为后台线程。

同样，通过将IsBackground 设置为false，就可以将线程指定为前台线程。

从非托管代码进入托管执行环境的所有线程都被标记为后台线程。

通过创建并启动新的Thread 对象而生成的所有线程都是前台线程。

如果要创建希望用来侦听某些活动（如套接字连接）的前台线程，则应将Thread.IsBackground 设置为true，以便进程可以终止。

所以解决办法就是在主线程初始化的时候，设置：Thread.CurrentThread.IsBackground = true;这样，主线程就是后台线程，在关闭主程序的时候就会关闭主线程，从而关闭所有线程。

但是这样的话，就会强制关闭所有正在执行的线程，所以在关闭的时候要对线程工作的结果保存。

经常看到名为BeginXXX和EndXXX的方法，他们是做什么用的这是.net的一个异步方法名称规范.Net 在设计的时候为异步编程设计了一个异步编程模型（APM），这个模型不仅是使用.NET的开发人员使用，.Net内部也频繁用到，比如所有的Stream 就有BeginRead，EndRead，Socket,WebRequet,SqlCommand都运用到了这个模式，一般来讲，调用 BegionXXX的时候，一般会启动一个异步过程去执行一个操作，EndEnvoke可以接收这个异步操作的返回，当然如果异步操作在 EndEnvoke调用的时候还没有执行完成，EndInvoke会一直等待异步操作完成或者超时.Net的异步编程模型（APM）一般包含BeginXXX，EndXXX，IAsyncResult这三个元素，BeginXXX方法都要返回一个IAsyncResult，而EndXXX都需要接收一个IAsyncResult作为参数，他们的函数签名模式如下IAsyncResult BeginXXX(...);<返回类型> EndXXX(IAsyncResult ar)；BeginXXX 和EndXXX中的XXX，一般都对应一个同步的方法,比如FileStream的Read方法是一个同步方法，相应的BeginRead(), EndRead()就是他的异步版本，HttpRequest有GetResponse来同步接收一个响应，也提供了BeginGetResponse 和 EndGetResponse这个异步版本，而IAsynResult是二者联系的纽带，只有把BeginXXX所返回的IAsyncResult传给对应的EndXXX，EndXXX才知道需要去接收哪个BeginXXX发起的异步操作的返回值。

这个模式在实际使用时稍显繁琐,虽然原则上我们可以随时调用EndInvoke来获得返回值,并且可以同步多个线程,但是大多数情况下当我们不需要同步很多线程的时候使用回调是更好的选择,在这种情况下三个元素中的IAsynResult就显得多余,我们一不需要用其中的线程完结标志来判断线程是否成功完成(回调的时候线程应该已经完成了),二不需要他来传递数据,因为数据可以写在任何变量里,并且回调时应该已经填充,所以可以看到微软在新的.Net Framework 中已经加强了对回调事件的支持,这总模型下,典型的回调程序应该这样写a.DoWork+=new SomeEventHandler(Caculate);a.CallBack+=new SomeEventHandler(callback);a.Run();（注：我上面讲的是普遍的用法，然而BeginXXX，EndXXX仅仅是一种模式，而对这个模式的实现完全取决于使用他的开发人员，具体实现的时候你可以使用另外一个线程来实现异步，也可能使用硬件的支持来实现异步，甚至可能根本和异步没有关系（尽管几乎没有人会这样做）-----比如直接在Beginxxx 里直接输出一个"Helloworld"，如果是这种极端的情况，那么上面说的一切都是废话，所以上面的探讨并不涉及内部实现，只是告诉大家微软的模式，和框架中对这个模式的经典实现）异步和多线程有什么关联有一句话总结的很好：多线程是实现异步的一种手段和工具我们通常把多线程和异步等同起来，实际是一种误解，在实际实现的时候，异步有许多种实现方法，我们可以用进程来做异步，或者使用纤程，或者硬件的一些特性，比如在实现异步IO的时候,可以有下面两个方案:1)可以通过初始化一个子线程，然后在子线程里进行IO，而让主线程顺利往下执行，当子线程执行完毕就回调2)也可以根本不使用新线程，而使用硬件的支持（现在许多硬件都有自己的处理器），来实现完全的异步，这是我们只需要将IO请求告知硬件驱动程序，然后迅速返回，然后等着硬件IO就绪通知我们就可以了实际上DotNet Framework里面就有这样的例子，当我们使用文件流的时候，如果制定文件流属性为同步，则使用BeginRead进行读取时，就是用一个子线程来调用同步的Read方法，而如果指定其为异步，则同样操作时就使用了需要硬件和操作系统支持的所谓IOCP的机制WinForm多线程编程篇我的多线程WinForm程序老是抛出InvalidOperationException ，怎么解决？在WinForm中使用多线程时，常常遇到一个问题，当在子线程（非UI线程）中修改一个控件的值：比如修改进度条进度，时会抛出如下错误Cross-thread operation not valid: Control 'XXX' accessed from a thread other than the thread it was created on.在VS2005 或者更高版本中，只要不是在控件的创建线程（一般就是指UI主线程）上访问控件的属性就会抛出这个错误，解决方法就是利用控件提供的Invoke 和 BeginInvoke把调用封送回UI线程，也就是让控件属性修改在UI线程上执行，下面列出会报错的代码和他的修改版本ThreadStart threadStart=new ThreadStart(Calculate);//通过ThreadStart委托告诉子线程讲执行什么方法Thread thread=new Thread(threadStart);thread.Start();public void Calculate(){double Diameter=0.5;double result=Diameter*Math.PI;CalcFinished(result);//计算完成需要在一个文本框里显示}public void CalcFinished(double result){this.TextBox1.Text=result.ToString();//会抛出错误}上面加粗的地方在debug的时候会报错，最直接的修改方法是修改Calculate 这个方法如下delegate void changeText(double result);public void Calculate(){double Diameter=0.5;double result=Diameter*Math.PI;this.BeginInvoke(new changeText(CalcFinished),t.Result);//计算完成需要在一个文本框里显示}这样就ok了，但是最漂亮的方法是不去修改Calculate，而去修改CalcFinished 这个方法，因为程序里调用这个方法的地方可能很多，由于加了是否需要封送的判断,这样修改还能提高非跨线程调用时的性能delegate void changeText(double result);public void CalcFinished(double result){if(this.InvokeRequired){this.BeginInvoke(new changeText(CalcFinished),t.Result);}else{this.TextBox1.Text=result.ToString();}}上面的做法用到了Control的一个属性InvokeRequired（这个属性是可以在其他线程里访问的）,这个属性表明调用是否来自另非UI线程,如果是,则使用BeginInvoke来调用这个函数,否则就直接调用,省去线程封送的过程Invoke，BeginInvoke干什么用的，内部是怎么实现的?这两个方法主要是让给出的方法在控件创建的线程上执行Invoke使用了Win32API的SendMessage,UnsafeNativeMethods.PostMessage(new HandleRef(this, this.Handle), threadCallbackMessage, IntPtr.Zero, IntPtr.Zero);BeginInvoke使用了Win32API的PostMessageUnsafeNativeMethods.PostMessage(new HandleRef(this, this.Handle), threadCallbackMessage, IntPtr.Zero, IntPtr.Zero);这两个方法向UI线程的消息队列中放入一个消息,当UI线程处理这个消息时,就会在自己的上下文中执行传入的方法,换句话说凡是使用BeginInvoke和Invoke调用的线程都是在UI主线程中执行的,所以如果这些方法里涉及一些静态变量,不用考虑加锁的问题每个线程都有消息队列吗?不是,只有创建了窗体对象的线程才会有消息队列(下面给出<Windows 核心编程>关于这一段的描述)当一个线程第一次被建立时，系统假定线程不会被用于任何与用户相关的任务。