前言

🐪 hello大家好，我是哈桑c，本文为大家介绍 C# 中的多线程。

1、线程与多线程的基本概念

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，它被包含在进程¹之中，是进程中的实际运行单位。一个线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程可以并发²多个线程，每个线程并行执行不同的任务。

多线程是指在软件或者硬件上实现多个线程并发执行的技术。具有多线程能力的计算机因有硬件支持而能够在同一时间执行多个线程，进而提升整体处理性能的能力。

在 C# 中，实现多线程技术最常使用的类就是包含在 System.Threading 命名空间中的 Thread 类。Thread 类是一个定义创建和控制线程，设置其优先级并获取其状态的类。以一个简单的程序演示 Thread 类的用法，借此讨论多线程的使用。

代码示例：

using System;
using System.Threading;

// 简单的线程场景:启动一个静态方法运行在第二个线程上。
public class ThreadExample
{
    // 被运行的子线程
    public static void ThreadProc()
    {
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            Console.WriteLine("子线程: {0}", i);
            Thread.Sleep(0);
        }
    }

    public static void Main()
    {
        Console.WriteLine("主线程：开启第二个线程。");
        
        Thread t = new Thread(new ThreadStart(ThreadProc));
        t.Start();      // 开启子线程的工作
        
        // 同时开启主线程的工作
        for (int i = 0; i < 4; i++)
        {
            Console.WriteLine("主线程：开始工作");
            Thread.Sleep(0);
        }

        Console.WriteLine("主线程:调用Join()，等待子线程结束。");
        t.Join();
        Console.WriteLine("主线程:子线程已经 Join 回来了。按Enter键结束程序。");
        Console.ReadLine();
    }
}

运行结果：

在上例中可以看出，使用 Thread 类我们不仅可以执行主线程³的内容，还可以创建新的 Thread 对象以此来运行子线程⁴的内容。这样我们就成功实现了一个多线程程序。

2、创建并使用线程

在 Thread 类中，创建子线程可以通过 Thread t = new Thread(); 调用构造方法的方式来实现。扩展的 Thread 类调用 Start() 方法来开始子线程的执行。

代码示例：

using System;
using System.Diagnostics;
using System.Threading;

public class Example
{
    public static void Main()
    {
        var th = new Thread(ExecuteInForeground);
        th.Start(4500);
        Thread.Sleep(1000);
        Console.WriteLine("主线程 ({0}) 等待...",
                          Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    }

    private static void ExecuteInForeground(Object obj)
    {
        int interval;
        try
        {
            interval = (int)obj;
        }
        catch (InvalidCastException)
        {
            interval = 5000;
        }

        var sw = Stopwatch.StartNew();
        Console.WriteLine("线程 {0}: {1}, 属性 {2}",
                          Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
                          Thread.CurrentThread.ThreadState,
                          Thread.CurrentThread.Priority);
        do
        {
            Console.WriteLine("线程 {0}: 运行 {1:N2} 描述",
                              Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
                              sw.ElapsedMilliseconds / 1000.0);
            Thread.Sleep(500);
        } while (sw.ElapsedMilliseconds <= interval);
        sw.Stop();
    }
}

运行结果：

在上例中，我们使用 var th = new Thread(ExecuteInForeground); 的方法并传入了 ExecuteInForeground 的构造方法名成功的创建了一个子线程。

同时我们也可以使用 Thread 类中 start 方法来启动子线程的运行。注意如果方法需要有参数的话，那么这时就需要在 start 方法上传入参数，如果没有则反之。

3、检索线程对象

在使用 Thread 类时，如果想要获取线程的信息，可以从正在执行的代码中使用 Thread 类的属性来检索当前正在运行的线程的引用对象。

代码示例：

using System;
using System.Threading;

public class ExampleThread
{
    // 创建一个obj对象便于用于锁机制
    static Object obj = new Object();

    public static void Main()
    {
        ThreadPool.QueueUserWorkItem(ShowThreadInformation);    // 将方法排入队列以便执行。 
        var th1 = new Thread(ShowThreadInformation);
        th1.Start();
        var th2 = new Thread(ShowThreadInformation);
        th2.IsBackground = true;
        th2.Start();
        Thread.Sleep(500);
        ShowThreadInformation(null);
    }

    private static void ShowThreadInformation(Object state)
    {
        lock (obj)      // 为保证线程之间的执行顺序，在这里加上一个锁
        {
            var th = Thread.CurrentThread;
            Console.WriteLine("托管线程 #{0}: ", th.ManagedThreadId);
            Console.WriteLine("后台线程: {0}", th.IsBackground);
            Console.WriteLine("线程池线程: {0}", th.IsThreadPoolThread);
            Console.WriteLine("优先级: {0}", th.Priority);
            Console.WriteLine("文化: {0}", th.CurrentCulture.Name);
            Console.WriteLine("UI文化: {0}", th.CurrentUICulture.Name);
            Console.WriteLine();
        }
    }
}

运行结果：

从上例中可以看到，我们不仅创建了托管线程，还创建了前台线程、后台线程以及线程池的对象。在这里我们使用了 ManagedThreadId 等属性输出了线程的 Id 值、是否为后台线程或线程池⁵、优先级和线程名等线程信息。

4、前台线程和后台线程

在 .NET 框架的公用语言运行时（Common Language Runtime，CLR）中能区分两种不同类型的线程：前台线程和后台线程。

前台线程和后台线程的区别：

• 如果所有前台线程已终止，后台线程不会使进程保持运行。
• 停止所有前台线程后，运行时将停止所有后台线程并关闭。

前台线程和后台线程分别的应用范围。

默认情况下，以下线程在前台执行：

• 主线程： 常见的主应用程序线程均为前台线程。
• 子线程： 通过调用类构造函数创建 Thread 的所有线程。

默认情况下，以下线程在后台执行：

• 线程池线程： 由运行时维护的工作线程池。 可以使用 类配置线程池并计划线程池线程 ThreadPool 上的工作。
• 非托管到托管的线程： 从非托管代码进入托管执行环境的所有线程。

在 Thread 类中，可以通过设置 IsBackground 的属性来更改在后台执行的线程。后台线程适用于只要应用程序正在运行就应继续执行但不阻止应用程序终止的任何操作，例如监视文件系统更改或传入套接字连接。

代码示例：

using System;
using System.Diagnostics;
using System.Threading;

public class BackgroundThreadExample
{
    public static void Main()
    {
        var th = new Thread(ExecuteInForeground);
        th.IsBackground = true;
        th.Start();
        Thread.Sleep(1000);
        Console.WriteLine("主线程 ({0}) 等待...", 
                        Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 
    }

    private static void ExecuteInForeground()
    {
        var sw = Stopwatch.StartNew();
        Console.WriteLine("线程 {0}: {1}, 优先级 {2}",
                          Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
                          Thread.CurrentThread.ThreadState,
                          Thread.CurrentThread.Priority);
        do
        {
            Console.WriteLine("Thread {0}: Elapsed {1:N2} seconds",
                              Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
                              sw.ElapsedMilliseconds / 1000.0);
            Thread.Sleep(500);
        } while (sw.ElapsedMilliseconds <= 5000);
        sw.Stop();
    }
}

运行结果：

从上例中可以看出，我们使用了 Thread 类对象的 IsBackground 属性将 th 线程对象设置为了后台线程。不像前面的示例一样 th 对象可以顺利执行不超过五秒的内容，在上例中可以看到 th 对象只执行了 0.51 秒（并不固定）。这是因为停止所有前台线程后，运行时将停止所有后台线程并关闭。所以在主线程（前台线程）输出"主线程 (1) 等待…"之后就表示主线程停止了，后台线程也会停止并关闭，并不会执行不超过五秒的内容。

5、Thread 类的属性和方法

以一个表格展示 Thread 类常用的属性和方法。

Thread 类常用的属性：

Thread 类常用的方法：

点击了解更多多线程的使用。

结语

🐆 以上就是 C# 多线程的介绍啦，希望对大家有所帮助。感谢大家的支持。