一、ThreadPool概述

提供一個(gè)線程池，該線程池可用于執(zhí)行任務(wù)、發(fā)送工作項(xiàng)、處理異步 I/O、代表其他線程等待以及處理計(jì)時(shí)器。

創(chuàng)建線程需要時(shí)間。如果有不同的小任務(wù)要完成，就可以事先創(chuàng)建許多線程/在應(yīng)完成這些任務(wù)時(shí)發(fā)出請(qǐng)求。不需要自己創(chuàng)建這樣一個(gè)列表。該列表由ThreadPool類(lèi)托管。

這個(gè)類(lèi)會(huì)在需要時(shí)增減池中線程的線程數(shù)，直到最大的線程數(shù)。池中的最大線程數(shù)是可配置的。在雙核CPU中，默認(rèn)設(shè)置為1023 個(gè)工作線程和1000個(gè)I/O線程。也可以指定在創(chuàng)建線程池時(shí)應(yīng)立即啟動(dòng)的最小線程數(shù)，以及線程池 中可用的最大線程數(shù)。

如果有更多的作業(yè)要處理，線程池中線程的個(gè)數(shù)也達(dá)到了極限，最新的作業(yè)就要排隊(duì)，且必須等待線程完成其任務(wù)。

線程池使用起來(lái)很簡(jiǎn)單，但它有一些限制：

• 線程池中的所有線程都是后臺(tái)線程。如果進(jìn)程的所有前臺(tái)線程都結(jié)束了，所有的后臺(tái)線程 就會(huì)停止。不能把入池的線程改為前臺(tái)線程。
• 不能給入池的線程設(shè)置優(yōu)先級(jí)或名稱(chēng)。
• 對(duì)于COM對(duì)象，入池的所有線程都是多線程單元(multithreaded apartment, MTA)線程。許 多COM對(duì)象都需要單線程單元(single-threaded apartment, MTA)線程。
• 入池的線程只能用于時(shí)間較短的任務(wù)。如果線程要一直運(yùn)行(如Word的拼寫(xiě)檢杳器線程)， 就應(yīng)使用Thread類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)線程.

使用線程池線程的操作的情況包括：

• 當(dāng)您創(chuàng)建Task或Task<TResult>對(duì)象以異步方式執(zhí)行某項(xiàng)任務(wù)，默認(rèn)情況下任務(wù)調(diào)度在線程池線程上運(yùn)行的。
• 異步計(jì)時(shí)器使用線程池。 線程池線程從System.Threading.Timer類(lèi)執(zhí)行回調(diào)，和從System.Timers.Timer類(lèi)引發(fā)事件。
• 當(dāng)使用已注冊(cè)的等待句柄時(shí)，系統(tǒng)線程監(jiān)視等待句柄的狀態(tài)。 等待操作完成后，從線程池的工作線程將執(zhí)行相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)。
• 當(dāng)您調(diào)用QueueUserWorkItem方法進(jìn)行排隊(duì)，以在線程池線程上執(zhí)行的方法。 為此，可將該方法傳遞WaitCallback委托。

二、方法

• GetAvailableThreads(Int32, Int32)
  檢索由 GetMaxThreads(Int32, Int32) 方法返回的最大線程池線程數(shù)和當(dāng)前活動(dòng)線程數(shù)之間的差值。
• GetMaxThreads(Int32, Int32)
  檢索可以同時(shí)處于活動(dòng)狀態(tài)的線程池請(qǐng)求的數(shù)目。 所有大于此數(shù)目的請(qǐng)求將保持排隊(duì)狀態(tài)，直到線程池線程變?yōu)榭捎谩?/li>
• SetMaxThreads(Int32, Int32)
  設(shè)置可以同時(shí)處于活動(dòng)狀態(tài)的線程池的請(qǐng)求數(shù)目。 所有大于此數(shù)目的請(qǐng)求將保持排隊(duì)狀態(tài)，直到線程池線程變?yōu)榭捎谩?/li>
• GetMinThreads(Int32, Int32)
  發(fā)出新的請(qǐng)求時(shí)，在切換到管理線程創(chuàng)建和銷(xiāo)毀的算法之前檢索線程池按需創(chuàng)建的線程的最小數(shù)量。
• SetMinThreads(Int32, Int32)
  發(fā)出新的請(qǐng)求時(shí)，在切換到管理線程創(chuàng)建和銷(xiāo)毀的算法之前設(shè)置線程池按需創(chuàng)建的線程的最小數(shù)量。
• QueueUserWorkItem(WaitCallback, Object)
  將方法排入隊(duì)列以便執(zhí)行，并指定包含該方法所用數(shù)據(jù)的對(duì)象。 此方法在有線程池線程變得可用時(shí)執(zhí)行。
• RegisterWaitForSingleObject(WaitHandle, WaitOrTimerCallback, Object, Int32, Boolean)
  注冊(cè)一個(gè)等待 WaitHandle 的委托，并指定一個(gè) 32 位有符號(hào)整數(shù)來(lái)表示超時(shí)值（以毫秒為單位）。

三、獲取線程數(shù)方法

int i = 0;
int j = 0;
//前面是輔助(也就是所謂的工作者)線程，后面是I/O線程
ThreadPool.GetMaxThreads(out i, out j);
Console.WriteLine(i.ToString() + "   " + j.ToString()); //默認(rèn)都是1000

//獲取空閑線程，由于現(xiàn)在沒(méi)有使用異步線程，所以為空
ThreadPool.GetAvailableThreads(out i, out j);
Console.WriteLine(i.ToString() + "   " + j.ToString()); //默認(rèn)都是1000

四、QueueUserWorkItem(WaitCallback, Object)

將方法排入隊(duì)列以便執(zhí)行，并指定包含該方法所用數(shù)據(jù)的對(duì)象。 此方法在有線程池線程變得可用時(shí)執(zhí)行。

public static bool QueueUserWorkItem (System.Threading.WaitCallback callBack, object state);

實(shí)例：

static void Main(string[] args)
 {
     Person p = new Person(1, "劉備");
     //啟動(dòng)工作者線程
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(RunWorkerThread), p);
 }

static void RunWorkerThread(object obj)
 {
     Thread.Sleep(200);
     Console.WriteLine("線程池線程開(kāi)始!");
     Person p = obj as Person;
     Console.WriteLine(p.Name);
 }


 public class Person
 {
     public Person(int id, string name) { Id = id; Name = name; }
     public int Id { get; set; }
     public string Name { get; set; }
 }

五、RegisterWaitForSingleObject 注冊(cè)等待句柄

注冊(cè)一個(gè)等待 WaitHandle 的委托，并指定一個(gè)數(shù)來(lái)表示超時(shí)值（以毫秒為單位）。

將指定的方法排隊(duì)到線程池，當(dāng)超時(shí)或者等待委托接收到信號(hào)時(shí)，輔助線程將執(zhí)行此方法，即主線程控制輔助線程什么時(shí)候開(kāi)始執(zhí)行。

public static System.Threading.RegisteredWaitHandle RegisterWaitForSingleObject (System.Threading.WaitHandle waitObject, System.Threading.WaitOrTimerCallback callBack, object state, int millisecondsTimeOutInterval, bool executeOnlyOnce);

參數(shù)

• waitObject
  要注冊(cè)的 WaitHandle。 使用 WaitHandle 而非 Mutex。
• callBack
  向 waitObject 參數(shù)發(fā)出信號(hào)時(shí)調(diào)用的 WaitOrTimerCallback 委托。
• state
  傳遞給委托的對(duì)象。
• millisecondsTimeOutInterval
  以毫秒為單位的超時(shí)。 如果 millisecondsTimeOutInterval 參數(shù)為 0（零），函數(shù)將測(cè)試對(duì)象的狀態(tài)并立即返回。 如果 millisecondsTimeOutInterval 為 -1，則函數(shù)的超時(shí)間隔永遠(yuǎn)不過(guò)期。
  表示間隔幾秒執(zhí)行回調(diào)方法，指當(dāng)剛加入線程后，它是需要過(guò)了幾秒后才會(huì)第一次執(zhí)行回調(diào)方法。如果使用了wait.Set()方法使用立即執(zhí)行回調(diào)函數(shù)而不需要等待。
• executeOnlyOnce
  如果為 true，表示在調(diào)用了委托后，線程將不再在 waitObject 參數(shù)上等待；如果為 false，表示每次完成等待操作后都重置計(jì)時(shí)器，直到注銷(xiāo)等待。

返回

• RegisteredWaitHandle
  封裝本機(jī)句柄的 RegisteredWaitHandle。

// TaskInfo contains data that will be passed to the callback method.
public class TaskInfo
{
    public RegisteredWaitHandle Handle = null;
    public string OtherInfo = "default";
}


public static void Main(string[] args)
{
    // 主線程使用AutoResetEvent來(lái)給已注冊(cè)的等待句柄發(fā)信號(hào), 此等待句柄執(zhí)行回調(diào)方法
    AutoResetEvent ev = new AutoResetEvent(false);

    TaskInfo ti = new TaskInfo();
    ti.OtherInfo = "First task";
    // The TaskInfo for the task includes the registered wait handle returned by RegisterWaitForSingleObject.  This
    // allows the wait to be terminated when the object has been signaled once (see WaitProc).
    ti.Handle = ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject(
        ev,
        new WaitOrTimerCallback(WaitProc),
        ti,
        1000,
        false
    );

    // 主線程等待三秒,為了演示隊(duì)列中的線程超時(shí)，然后發(fā)信號(hào).
    Thread.Sleep(3100);
    Console.WriteLine("Main thread signals.");
    ev.Set();//發(fā)信號(hào)

    // The main thread sleeps, which should give the callback method time to execute.  If you comment out this line, the program usually ends before the ThreadPool thread can execute.
    Thread.Sleep(1000);
    // If you start a thread yourself, you can wait for it to end by calling Thread.Join.  This option is not available with  thread pool threads.
}

//The callback method executes when the registered wait times out, 
//or when the WaitHandle (in this case AutoResetEvent) is signaled. 
//WaitProc unregisters the WaitHandle the first time the event is  signaled.
public static void WaitProc(object state, bool timedOut)
{
    TaskInfo ti = (TaskInfo)state;

    string cause = "TIMED OUT";
    if (!timedOut) //如果Timeout為false，表示接收到的信號(hào)后執(zhí)行的
    {
        cause = "SIGNALED";
        //如果回調(diào)方法執(zhí)行的話(huà)是因?yàn)閃aitHandle觸發(fā)信號(hào)的話(huà)，則用反注冊(cè)等待句柄來(lái)取消回調(diào)方法將來(lái)的執(zhí)行。
        if (ti.Handle != null)
            ti.Handle.Unregister(null);//
    }

    Console.WriteLine("WaitProc( {0} ) executes on thread {1}; cause = {2}.",
        ti.OtherInfo, Thread.CurrentThread.GetHashCode().ToString(), cause);//超時(shí)后執(zhí)行的
}

結(jié)果如下：

WaitProc( First task ) executes on thread 7; cause = TIMED OUT.
WaitProc( First task ) executes on thread 7; cause = TIMED OUT.
WaitProc( First task ) executes on thread 7; cause = TIMED OUT.
Main thread signals.
WaitProc( First task ) executes on thread 7; cause = SIGNALED.

到此這篇關(guān)于C#多線程之線程池ThreadPool的文章就介紹到這了。希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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