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前言

線程是計(jì)算機(jī)中的一個(gè)基本概念，它允許多個(gè)操作同時(shí)運(yùn)行，從而充分利用可用資源，并提高程序性能。在 C# 中， System.Threading 命名空間提供了一組豐富的類(lèi)來(lái)管理和控制線程。在這篇文章中，我們將通過(guò)示例從基本概念到高級(jí)概念，探索 C# 中的線程。

什么是線程?

線程是進(jìn)程內(nèi)的最小執(zhí)行單元。每個(gè)線程都有自己的堆棧和局部變量。在 C# 中，主線程是執(zhí)行 Main 方法的線程。不過(guò)，您可以創(chuàng)建額外的線程來(lái)并行運(yùn)行任務(wù)。

創(chuàng)建線程

要在 C# 中創(chuàng)建線程，可以使用 System.Threading 命名空間中的 Thread 類(lèi)。

using System;
using System.Threading;

class Program
{
    static void Main()
    {
        Thread newThread = new Thread(new ThreadStart(PrintNumbers));
        newThread.Start();
    }

    static void PrintNumbers()
    {
        for (int i = 1; i <= 5; i++)
        {
            Console.WriteLine(i);
        }
    }
}

在上面的示例中，我們創(chuàng)建了一個(gè)新線程，來(lái)運(yùn)行 PrintNumbers 方法。

線程生命周期

線程在其生命周期中會(huì)經(jīng)歷各種狀態(tài)：

Unstarted

線程已創(chuàng)建但未啟動(dòng)。

Running

線程當(dāng)前正在執(zhí)行。

WaitSleepJoin

線程被阻塞，等待某些條件。

Stopped

線程已完成執(zhí)行或已中止。

您可以使用 ThreadState 屬性檢查線程的狀態(tài)。

線程同步

當(dāng)多個(gè)線程訪問(wèn)共享資源時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)條件。為了防止這種情況，您可以使用同步技術(shù)。

Lock 鎖

lock 關(guān)鍵字可以確保一個(gè)線程在臨界區(qū)時(shí)，另一個(gè)線程不進(jìn)入臨界區(qū)。

private static object _lock = new object();

static void SafePrint(string message)
{
    lock (_lock)
    {
        Console.WriteLine(message);
    }
}

Mutex 互斥鎖

互斥鎖類(lèi)似于鎖，但可以跨多個(gè)進(jìn)程工作。

using (Mutex mutex = new Mutex(false, "MyMutexName"))
{
    mutex.WaitOne();
    // ...
    mutex.ReleaseMutex();
}

高級(jí)線程概念

Thread Pooling 線程池

您可以使用線程池，ThreadPool 類(lèi)允許您對(duì)任務(wù)進(jìn)行排隊(duì)，它會(huì)自動(dòng)管理各個(gè)線程。

ThreadPool.QueueUserWorkItem((state) => {
    Console.WriteLine("This is running in a thread pool thread.");
});

Tasks 任務(wù)

任務(wù)代表異步操作。它們構(gòu)建在線程池之上，并提供更高級(jí)別的并發(fā)處理方式。

using System.Threading.Tasks;

Task.Run(() => {
    Console.WriteLine("This is running in a task.");
});

Parallel Loops 并行循環(huán)

Parallel 類(lèi)提供了一種并行化循環(huán)的方法，使它們?cè)诙嗪讼到y(tǒng)上運(yùn)行得更快。

Parallel.For(0, 10, i => {
    Console.WriteLine($"Parallel loop iteration: {i}");
});

總結(jié)

C# 中的線程提供了一種利用并發(fā)性來(lái)提高應(yīng)用程序性能的強(qiáng)大方法。無(wú)論您是剛剛?cè)腴T(mén)還是希望深入研究高級(jí)概念， System.Threading 命名空間提供了您所需的所有工具。，希望對(duì)您有用！