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Threads(异步和多线程)

2019年09月21日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论
Task是.NET Framework3.0出现的,线程是基于线程池的,然后提供丰富的api,Thread方法很多很强大,但是太过强大,没有限制。 DoSomethingLong方法如下: /// <summary> /// 一个比较耗时耗资源的私有方法 /// </summary> /// <pa ...

task是.net framework3.0出现的,线程是基于线程池的,然后提供丰富的api,thread方法很多很强大,但是太过强大,没有限制。

dosomethinglong方法如下:

 /// <summary>
 /// 一个比较耗时耗资源的私有方法
 /// </summary>
 /// <param name="name"></param>
 private void dosomethinglong(string name)
 {
     console.writeline($"****************dosomethinglong start  {name}  {thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")} {datetime.now.tostring("yyyy-mm-dd hh:mm:ss.fff")}***************");
     long lresult = 0;
     for (int i = 0; i < 1_000_000_000; i++)
     {
         lresult += i;
     }
     thread.sleep(2000);

     console.writeline($"****************dosomethinglong   end  {name}  {thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")} {datetime.now.tostring("yyyy-mm-dd hh:mm:ss.fff")} {lresult}***************");
 }

task的使用:

{
    task task = new task(() => this.dosomethinglong("btntask_click_1"));
    task.start();
}
{
    task task = task.run(() => this.dosomethinglong("btntask_click_2"));
}
{
    taskfactory taskfactory = task.factory;
    task task = taskfactory.startnew(() => this.dosomethinglong("btntask_click_3"));
}

 

 

 如果这样去调用:

threadpool.setmaxthreads(8, 8);
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
    int k = i;
    task.run(() =>
    {
        console.writeline($"this is {k} running threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
        thread.sleep(2000);
    });
}

 

 

如果去掉设置最大线程的代码:

for (int i = 0; i < 100; i++)
{
    int k = i;
    task.run(() =>
    {
        console.writeline($"this is {k} running threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
        thread.sleep(2000);
    });
}

运行结果如下:

 

 

 

 threadpool.setmaxthreads(8, 8);

  线程池是单例的,全局唯一的,设置后,同时并发的task只有8个,而且是复用的,task的线程是源于线程池的,全局的,请不要这样设置。

假如我想控制下task的并发数量,改怎么做?

{
    stopwatch stopwatch = new stopwatch();
    stopwatch.start();
    console.writeline("在sleep之前");
    thread.sleep(2000);//同步等待--当前线程等待2s 然后继续
    console.writeline("在sleep之后");
    stopwatch.stop();
    console.writeline($"sleep耗时{stopwatch.elapsedmilliseconds}");
}
{
    stopwatch stopwatch = new stopwatch();
    stopwatch.start();
    console.writeline("在delay之前");
    task task = task.delay(2000)
        .continuewith(t =>
        {
            stopwatch.stop();
            console.writeline($"delay耗时{stopwatch.elapsedmilliseconds}");

            console.writeline($"this is threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
        });//异步等待--等待2s后启动新任务
    console.writeline("在delay之后");
    stopwatch.stop();
    console.writeline($"delay耗时{stopwatch.elapsedmilliseconds}");
}

运行结果如下:

  

 

 如果将最后一个stopwatch注释掉:

 

 {
     stopwatch stopwatch = new stopwatch();
     stopwatch.start();
     console.writeline("在sleep之前");
     thread.sleep(2000);//同步等待--当前线程等待2s 然后继续
     console.writeline("在sleep之后");
     stopwatch.stop();
     console.writeline($"sleep耗时{stopwatch.elapsedmilliseconds}");
 }
 {
     stopwatch stopwatch = new stopwatch();
     stopwatch.start();
     console.writeline("在delay之前");
     task task = task.delay(2000)
         .continuewith(t =>
         {
             stopwatch.stop();
             console.writeline($"delay耗时{stopwatch.elapsedmilliseconds}");

             console.writeline($"this is threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
         });//异步等待--等待2s后启动新任务
     console.writeline("在delay之后");
     //stopwatch.stop();
     //console.writeline($"delay耗时{stopwatch.elapsedmilliseconds}");
 }

 

 

 

什么时候用多线程?

  任务并发是时候

多线程能干嘛?

  提升速度,优化用户体验。

 

比如,现在有一个场景,在公司开会,领导在分配任务,不能并发,因为只能有一个领导在讲话分配任务,当任务分配下去,开发们确实可以同时开始撸代码,这个是可以并发的。

 taskfactory taskfactory = new taskfactory();
 list<task> tasklist = new list<task>();
 tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle1", "portal")));
 tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle2", "  dba ")));
 tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle3", "client")));
 tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle4", "backservice")));
 tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle5", "wechat")));

 

 现在要求,谁第一个完成,获得红包奖励(continuewhenany);所有完成后,一起庆祝下(continuewhenall),将其放入一个list<task>里面去

 taskfactory taskfactory = new taskfactory();
 list<task> tasklist = new list<task>();
 tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle1", "portal")));
 tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle2", "  dba ")));
 tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle3", "client")));
 tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle4", "backservice")));
 tasklist.add(taskfactory.startnew(() => this.coding("bingle5", "wechat")));

 //谁第一个完成,获取一个红包奖励
 taskfactory.continuewhenany(tasklist.toarray(), t => console.writeline($"xxx开发完成,获取个红包奖励{thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}"));
 //项目完成后,一起庆祝一下
 tasklist.add(taskfactory.continuewhenall(tasklist.toarray(), rarray => console.writeline($"开发都完成,一起庆祝一下{thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}")));

continuewhenany  continuewhenall 非阻塞式的回调;而且使用的线程可能是新线程,也可能是刚完成任务的线程,唯一不可能是主线程

//阻塞当前线程,等着任意一个任务完成
task.waitany(tasklist.toarray());//也可以限时等待
console.writeline("准备环境开始部署");
//需要能够等待全部线程完成任务再继续  阻塞当前线程,等着全部任务完成
task.waitall(tasklist.toarray());
console.writeline("5个模块全部完成后,集中点评");

 

   task.waitany  waitall都是阻塞当前线程,等任务完成后执行操作,阻塞卡界面,是为了并发以及顺序控制,网站首页:a数据库 b接口 c分布式服务 d搜索引擎,适合多线程并发,都完成后才能返回给用户,需要等待waitall,列表页:核心数据可能来自数据库/接口服务/分布式搜索引擎/缓存,多线程并发请求,哪个先完成就用哪个结果,其他的就不管了。

 假如说我想控制下task的并发数量,该怎么做?  20个

 list<task> tasklist = new list<task>();
 for (int i = 0; i < 10000; i++)
 {
     int k = i;
     if (tasklist.count(t => t.status != taskstatus.rantocompletion) >= 20)
     {
         task.waitany(tasklist.toarray());
         tasklist = tasklist.where(t => t.status != taskstatus.rantocompletion).tolist();
     }
     tasklist.add(task.run(() =>
     {
         console.writeline($"this is {k} running threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
         thread.sleep(2000);
     }));
 }

 

parallel并发执行多个action线程,主线程会参与计算---阻塞界面。等于taskwaitall+主线程计算

 parallel.invoke(() => this.dosomethinglong("btnparallel_click_1"),
     () => this.dosomethinglong("btnparallel_click_2"),
     () => this.dosomethinglong("btnparallel_click_3"),
     () => this.dosomethinglong("btnparallel_click_4"),
     () => this.dosomethinglong("btnparallel_click_5"));
parallel.for(0, 5, i => this.dosomethinglong($"btnparallel_click_{i}"));
parallel.foreach(new int[] { 0, 1, 2, 3, 4 }, i => this.dosomethinglong($"btnparallel_click_{i}"));

paralleloptions options = new paralleloptions();
options.maxdegreeofparallelism = 3;
parallel.for(0, 10, options, i => this.dosomethinglong($"btnparallel_click_{i}"));

有没有办法不阻塞?

task.run(() =>
{
    paralleloptions options = new paralleloptions();
    options.maxdegreeofparallelism = 3;
    parallel.for(0, 10, options, i => this.dosomethinglong($"btnparallel_click_{i}"));
});

  几乎90%以上的多线程场景,以及顺序控制,以上的task的方法就可以完成,如果你的多线程场景太复杂搞不定,那么请梳理一下你的流程,简化一下。建议最好不要线程嵌套线程,两三次勉强能懂,三层就hold不住了,更多的只能求神。

 

多线程异常:

try
{

    list<task> tasklist = new list<task>();
    for (int i = 0; i < 100; i++)
    {
        string name = $"btnthreadcore_click_{i}";
        tasklist.add(task.run(() =>
        {
            if (name.equals("btnthreadcore_click_11"))
            {
                throw new exception("btnthreadcore_click_11异常");
            }
            else if (name.equals("btnthreadcore_click_12"))
            {
                throw new exception("btnthreadcore_click_12异常");
            }
            else if (name.equals("btnthreadcore_click_38"))
            {
                throw new exception("btnthreadcore_click_38异常");
            }
            console.writeline($"this is {name}成功 threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
        }));
    }
    //多线程里面抛出的异常,会终结当前线程;但是不会影响别的线程;
    //那线程异常哪里去了? 被吞了,
    //假如我想获取异常信息,还需要通知别的线程
    task.waitall(tasklist.toarray());//1 可以捕获到线程的异常
}
catch (aggregateexception aex)//2 需要try-catch-aggregateexception
{
    foreach (var exception in aex.innerexceptions)
    {
        console.writeline(exception.message);
    }
}
catch (exception ex)//可以多catch  先具体再全部
{
    console.writeline(ex);
}
//线程异常后经常是需要通知别的线程,而不是等到waitall,问题就是要线程取消
//工作中常规建议:多线程的委托里面不允许异常,包一层try-catch,然后记录下来异常信息,完成需要的操作

线程取消:

                //多线程并发任务,某个失败后,希望通知别的线程,都停下来,how?
                //thread.abort--终止线程;向当前线程抛一个异常然后终结任务;线程属于os资源,可能不会立即停下来
                //task不能外部终止任务,只能自己终止自己(上帝才能打败自己)

                //cts有个bool属性iscancellationrequested 初始化是false
                //调用cancel方法后变成true(不能再变回去),可以重复cancel
                try
                {
                    cancellationtokensource cts = new cancellationtokensource();
                    list<task> tasklist = new list<task>();
                    for (int i = 0; i < 50; i++)
                    {
                        string name = $"btnthreadcore_click_{i}";
                        tasklist.add(task.run(() =>
                        {
                            try
                            {
                                if (!cts.iscancellationrequested)
                                    console.writeline($"this is {name} 开始 threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");

                                thread.sleep(new random().next(50, 100));

                                if (name.equals("btnthreadcore_click_11"))
                                {
                                    throw new exception("btnthreadcore_click_11异常");
                                }
                                else if (name.equals("btnthreadcore_click_12"))
                                {
                                    throw new exception("btnthreadcore_click_12异常");
                                }
                                else if (name.equals("btnthreadcore_click_13"))
                                {
                                    cts.cancel();
                                }
                                if (!cts.iscancellationrequested)
                                {
                                    console.writeline($"this is {name}成功结束 threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
                                }
                                else
                                {
                                    console.writeline($"this is {name}中途停止 threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
                                    return;
                                }
                            }
                            catch (exception ex)
                            {
                                console.writeline(ex.message);
                                cts.cancel();
                            }
                        }, cts.token));
                    }
                    //1 准备cts  2 try-catch-cancel  3 action要随时判断iscancellationrequested
                    //尽快停止,肯定有延迟,在判断环节才会结束

                    task.waitall(tasklist.toarray());
                    //如果线程还没启动,能不能就别启动了?
                    //1 启动线程传递token  2 异常抓取  
                    //在cancel时还没有启动的任务,就不启动了;也是抛异常,cts.token.throwifcancellationrequested
                }
                catch (aggregateexception aex)
                {
                    foreach (var exception in aex.innerexceptions)
                    {
                        console.writeline(exception.message);
                    }
                }
                catch (exception ex)
                {
                    console.writeline(ex.message);
                }

临时变量:

 for (int i = 0; i < 5; i++)
 {
     task.run(() =>
     {
         console.writeline($"this is btnthreadcore_click_{i} threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
     });
 }

 

 为什么运行结果后,都是5呢?

  临时变量问题,线程是非阻塞的,延迟启动的;线程执行的时候,i已经是5了

那么该如何解决呢?

  每次都声明一个变量k去接收,k是闭包里面的变量,每次循环都有一个独立的k,5个k变量  1个i变量

for (int i = 0; i < 5; i++)
{
    int k = i;
    task.run(() =>
    {
        console.writeline($"this is btnthreadcore_click_{i}_{k} threadid={thread.currentthread.managedthreadid.tostring("00")}");
    });
}

这样再运行,结果就正常了。

 

 线程安全&lock:

线程安全:如果你的代码在进程中有多个线程同时运行这一段,如果每次运行的结果都跟单线程运行时的结果一致,那么就是线程安全的

线程安全问题一般都是有全局变量/共享变量/静态变量/硬盘文件/数据库的值,只要多线程都能访问和修改

发生是因为多个线程相同操作,出现了覆盖,怎么解决?

1 lock解决多线程冲突

lock是语法糖,monitor.enter,占据一个引用,别的线程就只能等着

推荐锁是private static readonly object,

 a不能是null,可以编译不能运行;

b 不推荐lock(this),外面如果也要用实例,就冲突了

//test test = new test();
//task.delay(1000).continuewith(t =>
//{
//    lock (test)
//    {
//        console.writeline("*********start**********");
//        thread.sleep(5000);
//        console.writeline("*********end**********");
//    }
//});
//test.dotest();

//c 不应该是string; string在内存分配上是重用的,会冲突
//d lock里面的代码不要太多,这里是单线程的
test test = new test();
string student = "水煮鱼";
task.delay(1000).continuewith(t =>
{
    lock (student)
    {
        console.writeline("*********start**********");
        thread.sleep(5000);
        console.writeline("*********end**********");
    }
});
test.doteststring();
//2 线程安全集合
//system.collections.concurrent.concurrentqueue<int>

//3 数据分拆,避免多线程操作同一个数据;又安全又高效

for (int i = 0; i < 10000; i++)
{
    this.inumsync++;
}
for (int i = 0; i < 10000; i++)
{
    task.run(() =>
    {
        lock (form_lock)//任意时刻只有一个线程能进入方法块儿,这不就变成了单线程
        {
            this.inumasync++;
        }
    });
}
for (int i = 0; i < 10000; i++)
{
    int k = i;
    task.run(() => this.ilistasync.add(k));
}

thread.sleep(5 * 1000);
console.writeline($"inumsync={this.inumsync} inumasync={this.inumasync} listnum={this.ilistasync.count}");
//inumsync 和  inumasync分别是多少   9981/9988  1到10000以内

 

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