本笔记摘抄自：https://www.cnblogs.com/zhili/archive/2012/07/20/multithreads.html，记录一下学习过程以备后续查用。
一、i/o线程实现对文件的异步
1.1 i/o线程介绍：
对于线程所执行的任务来说，可以把线程分为两种类型：工作者线程和i/o线程。
工作者线程用来完成一些计算的任务，在任务执行的过程中，需要cpu不间断地处理，所以，在工作者线程的执行过程中，cpu和线程的资源是充分利用的。
i/o线程主要用来完成输入和输出的工作，在这种情况下， 计算机需要i/o设备完成输入和输出的任务。在处理过程中，cpu是不需要参与处理过程的，此时正在运行的线程
将处于等待状态，只有等任务完成后才会有事可做， 这样就造成线程资源浪费的问题。为了解决这样的问题，可以通过线程池来解决这样的问题，让线程池来管理线程。
对于i/o线程，我们可以将输入输出操作分成三个步骤：启动、实际输入输出、处理结果。用于实际输入输出可由硬件完成，并不需要cpu的参与，而启动和处理结果也可以
不在同一个线程上，这样就可以充分利用线程资源。在.net中通过以begin开头的方法来完成启动，以end开头的方法来处理结果，这两个方法可以运行在不同的线程，这样我们
就实现了异步编程了。
1.2 .net中如何使用异步
注意：
其实当我们调用begin开头的方法，就是将一个i/o线程排入到线程池中（由.net机制帮我们实现）。
注：工作者线程由线程池管理，直接调用threadpool.queueuserworkitem方法来将工作者线程排入到线程池中。
在.net framework中的fcl中有许多类型能够对异步操作提供支持，其中在filestream类中就提供了对文件的异步操作的方法。
filestream类要调用i/o线程要实现异步操作，首先要建立一个filestream对象，然后通过下面的构造函数来初始化filestream对象实现异步操作(异步读取和异步写入)：
public filestream (string path, filemode mode, fileaccess access, fileshare share,int buffersize,bool useasync)
其中path代表文件的相对路径或绝对路径，mode代表如何打开或创建文件，access代表访问文件的方式，share代表文件如何由进程共享，buffersize代表缓冲区的大小，
useasync代表使用异步i/o还是同步i/o，设置为true时，表示使用异步i/o。
下面代码演示异步写入文件：
我要评论 class program
{
static void main(string[] args)
{
#region i/o线程：异步写入文件
const int maxsize = 100000;
threadpool.setmaxthreads(1000, 1000);
printmessage("main thread start.");
//初始化filestream对象
filestream filestream = new filestream("test.txt", filemode.openorcreate, fileaccess.readwrite, fileshare.readwrite, 100, true);
//打印文件流打开的方式
console.writeline("filestream is {0}opened with asynchronously.", filestream.isasync ? "" : "not ");
byte[] writebytes = new byte[maxsize];
string writemessage = "an operation use asynchronous method to write message......";
writebytes = encoding.unicode.getbytes(writemessage);
console.writeline("message sizes is：{0} bytes.\n", writebytes.length);
//调用异步写入方法将信息写入到文件中
filestream.beginwrite(writebytes, 0, writebytes.length, new asynccallback(endwritecallback), filestream);
filestream.flush();
console.read();
#endregion
}
/// <summary>
/// 打印线程池信息
/// </summary>
/// <param name="data"></param>
private static void printmessage(string data)
{
//获得线程池中可用的工作者线程数量及i/o线程数量
threadpool.getavailablethreads(out int workthreadnumber, out int iothreadnumber);
console.writeline("{0}\n currentthreadid is:{1}\n currentthread is background:{2}\n workerthreadnumber is:{3}\n iothreadnumbers is:{4}\n",
data,
thread.currentthread.managedthreadid,
thread.currentthread.isbackground.tostring(),
workthreadnumber.tostring(),
iothreadnumber.tostring());
}
/// <summary>
/// 当数据写入文件完成后调用此方法来结束异步写操作
/// </summary>
/// <param name="asyncresult"></param>
private static void endwritecallback(iasyncresult asyncresult)
{
thread.sleep(500);
printmessage("asynchronous method start.");
filestream filestream = asyncresult.asyncstate as filestream;
//结束异步写入数据
filestream.endwrite(asyncresult);
filestream.close();
}
}
运行结果如下：
从运行结果可以看出，此时是调用线程池中的i/o线程去执行回调函数的，同时在项目的bin\debug文件目录下生成了一个test.txt文件。
下面代码演示异步读取文件：
class program
{
//异步读取文件
const int maxsize = 1024;
private static readonly byte[] readbytes = new byte[maxsize];
static void main(string[] args)
{
#region i/o线程：异步读取文件
threadpool.setmaxthreads(1000, 1000);
printmessage("main thread start.");
// 初始化filestream对象
filestream filestream = new filestream("test.txt", filemode.openorcreate, fileaccess.readwrite, fileshare.readwrite, 100, false);
// 异步读取文件内容
filestream.beginread(readbytes, 0, readbytes.length, new asynccallback(endreadcallback), filestream);
console.read();
#endregion
}
/// <summary>
/// 打印线程池信息
/// </summary>
/// <param name="data"></param>
private static void printmessage(string data)
{
//获得线程池中可用的工作者线程数量及i/o线程数量
threadpool.getavailablethreads(out int workthreadnumber, out int iothreadnumber);
console.writeline("{0}\n currentthreadid is:{1}\n currentthread is background:{2}\n workerthreadnumber is:{3}\n iothreadnumbers is:{4}\n",
data,
thread.currentthread.managedthreadid,
thread.currentthread.isbackground.tostring(),
workthreadnumber.tostring(),
iothreadnumber.tostring());
}
/// <summary>
/// 当数据读取文件完成后调用此方法来结束异步写操作
/// </summary>
/// <param name="asyncresult"></param>
private static void endreadcallback(iasyncresult asyncresult)
{
thread.sleep(1000);
printmessage("asynchronous method start.");
// 把asyncresult.asyncstate转换为state对象
filestream readstream = (filestream)asyncresult.asyncstate;
int readlength = readstream.endread(asyncresult);
if (readlength <= 0)
{
console.writeline("read error.");
return;
}
string readmessage = encoding.unicode.getstring(readbytes, 0, readlength);
console.writeline("read message is :" + readmessage);
readstream.close();
}
}
运行结果如下：
二、i/o线程实现对请求的异步
我们同样可以利用i/o线程来模拟浏览器对服务器请求的异步操作，在.net类库中的webrequest类提供了异步请求的支持。
下面代码演示异步请求：
class program
{
static void main(string[] args)
{
#region i/o线程：异步请求
threadpool.setmaxthreads(1000, 1000);
printmessage("main thread start.");
// 发出一个异步web请求
webrequest webrequest = webrequest.create("https://www.cnblogs.com/");
webrequest.begingetresponse(processwebresponse, webrequest);
console.read();
#endregion
}
/// <summary>
/// 打印线程池信息
/// </summary>
/// <param name="data"></param>
private static void printmessage(string data)
{
//获得线程池中可用的工作者线程数量及i/o线程数量
threadpool.getavailablethreads(out int workthreadnumber, out int iothreadnumber);
console.writeline("{0}\n currentthreadid is:{1}\n currentthread is background:{2}\n workerthreadnumber is:{3}\n iothreadnumbers is:{4}\n",
data,
thread.currentthread.managedthreadid,
thread.currentthread.isbackground.tostring(),
workthreadnumber.tostring(),
iothreadnumber.tostring());
}
/// <summary>
/// web请求回调函数
/// </summary>
/// <param name="result"></param>
private static void processwebresponse(iasyncresult result)
{
thread.sleep(500);
printmessage("asynchronous method start.");
webrequest webrequest = (webrequest)result.asyncstate;
using (webresponse wr = webrequest.endgetresponse(result))
{
console.writeline("content length is : " + wr.contentlength);
}
}
}
运行结果如下：
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