c# Thread、ThreadPool、Task有什么区别,什么时候用,以及Task的使用
先说 Thread与ThreadPoll
前台线程:主程序必须等待线程执行完毕后才可退出程序。Thread默认为前台线程,也可以设置为后台线程
后台线程:主程序执行完毕后就退出,不管线程是否执行完毕。ThreadPool默认为后台线程
线程消耗:开启一个新线程,线程不做任何操作,都要消耗1M左右的内存
ThreadPoll是线程池 其目的是为了减少开启新线程消耗的资源(使用线程池中的空闲线程,不必在开启新线程,以及统一管理线程(线程池中的线程执行完毕后,回归到线程池里,等待新任务).
Task的背后的实现也是使用了线程池线程,但它的性能优于ThreadPoll,因为它使用的不是线程池的全局队列,而是使用的本地队列,使线程之间的资源竞争减少。同时Task提供了丰富的API来管理线程、控制。但是相对前面的两种耗内存,Task依赖于CPU对于多核的CPU性能远超前两者,单核的CPU三者的性能没什么差别
async用来修饰方法,表明这个方法是异步的,声明的方法的返回类型必须为:void,Task或Task<TResult>。
await必须用来修饰Task或Task<TResult>,而且只能出现在已经用async关键字修饰的异步方法中。通常情况下,async/await成对出现才有意义,
async修饰表达式/方法是在调用线程的时间片上运行,不会启动新的线程,当async方法同步运行到await 关键字的时候,会挂起该函数,后面的代码就不会执行,然后把执行的时间还给调用者,但是该表达式/方法,并没有返回(如果期待finally中代码有特殊功能的时候要注意,finally这时候是没有运行的),直到await结束
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的,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。
工作者线程和IO线程
NET中的术语工作者线程指的是任何线程而不是仅仅主线程。“工作者”的意思表示任何内容,包括等待IO端口完成,线程池会预先缓存一些工作者线程因为创建线程的代价比较昂贵。
.NET中的术语I/O线程指的是线程池中预先保留出来的部分线程,这部分线程的作用是为了分发从IOCP中的回调。CLR维护了自己的IOCP,它可以通过 ThreadPool.BindHandle方法绑定到任何一个操作系统句柄上。
NET中的一些API方法,通过APM(异步编程模式),内部实现了ThreadPool.BindHandle方法。BeginXXX方法将用户的回调委托送到某个设备驱动程序,然后返回线程池。当做完成后,OS会通过IOCP提醒CLR它工作已经完成,当接收到通知后,I/O线程会醒来并且运行用户的回调。所以工作线程由开发人员调用,I/O线程由CLR调用。所以通常情况下,开发者并不会直接用到它。
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