5天玩转C#并行和多线程编程 —— 第二天 并行集合和PLinq

在上一篇博客5天玩转C#并行和多线程编程 —— 第一天 认识Parallel中，我们学习了Parallel的用法。并行编程，本质上是多线程的编程，那么当多个线程同时处理一个任务的时候，必然会出现资源访问问题，及所谓的线程安全。就像现实中，我们开发项目，就是一个并行的例子，把不同的模块分给不同的人，同时进行，才能在短的时间内做出大的项目。如果大家都只管自己写自己的代码，写完后发现合并不到一起，那么这种并行就没有了意义。 　　并行算法的出现，随之而产生的也就有了并行集合，及线程安全集合；微软向的也算周到，没有忘记linq，也推出了linq的并行版本，plinq – Parallel Linq.  一、并行集合 —— 线程安全集合 　　并行计算使用的多个线程同时进行计算，所以要控制每个线程对资源的访问，我们先来看一下平时常用的List<T>集合，在并行计算下的表现，新建一个控制台应用程序，添加一个PEnumerable类(当然你也直接写到main方法里面测试，建议分开写)，写如下方法：

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using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Collections.Concurrent;
 
namespace ThreadPool
{
   public class PEnumerable
   {
      public static void ListWithParallel()
      {
         List&lt;int&gt; list = new List&lt;int&gt;();
         Parallel.For(0, 10000, item =&gt;
         {
            list.Add(item);
         });
         Console.WriteLine("List's count is {0}",list.Count());
      }
   }
}

点击F5运行，得到如下结果： 看到结果中显示的5851，但是我们循环的是10000次啊！怎么结果不对呢？这是因为List<T>是非线程安全集合，意思就是说所有的线程都可以修改他的值。 下面我们来看下并行集合 —— 线程安全集合，在System.Collections.Concurrent命名空间中，首先来看一下ConcurrentBag<T>泛型集合，其用法和List<T>类似，先来写个方法测试一下：

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public static void ConcurrentBagWithPallel()
      {
         ConcurrentBag&lt;int&gt; list = new ConcurrentBag&lt;int&gt;();
         Parallel.For(0, 10000, item =&gt;
         {
            list.Add(item);
         });
         Console.WriteLine("ConcurrentBag's count is {0}", list.Count());
      }

同时执行两个方法，结果如下： 可以看到，ConcurrentBag集合的结果是正确的。下面我们修改代码看看ConcurrentBag里面的数据到底是怎么存放的，修改代码如下：

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public static void ConcurrentBagWithPallel()
      {
         ConcurrentBag&lt;int&gt; list = new ConcurrentBag&lt;int&gt;();
         Parallel.For(0, 10000, item =&gt;
         {
            list.Add(item);
         });
         Console.WriteLine("ConcurrentBag's count is {0}", list.Count());
         int n = 0;
         foreach(int i in list)
         {
            if (n &gt; 10)
               break;
            n++;
            Console.WriteLine("Item[{0}] = {1}",n,i);
         }
         Console.WriteLine("ConcurrentBag's max item is {0}", list.Max());
 
      }

先来看一下运行结果： 可以看到，ConcurrentBag中的数据并不是按照顺序排列的，顺序是乱的，随机的。我们平时使用的Max、First、Last等linq方法都还有。其时分类似Enumerable的用法，大家可以参考微软的MSDN了解它的具体用法。 关于线程安全的集合还有很多，和我们平时用的集合都差不多，比如类似Dictionary的ConcurrentDictionary，还有ConcurrentStack，ConcurrentQueue等。    二、Parallel Linq的用法及性能 1、AsParallel 前面了解了并行的For和foreach,今天就来看一下Linq的并行版本是怎么样吧？为了测试，我们添加一个Custom类，代码如下：

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public class Custom
   {
      public string Name { get; set; }
      public int Age { get; set; }
      public string Address { get; set; }
   }

写如下测试代码：

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public static void TestPLinq()
      {
         Stopwatch sw = new Stopwatch();
         List&lt;Custom&gt; customs = new List&lt;Custom&gt;();
         for (int i = 0; i &lt; 2000000; i++)
         {
            customs.Add(new Custom() { Name = "Jack", Age = 21, Address = "NewYork" });
            customs.Add(new Custom() { Name = "Jime", Age = 26, Address = "China" });
            customs.Add(new Custom() { Name = "Tina", Age = 29, Address = "ShangHai" });
            customs.Add(new Custom() { Name = "Luo", Age = 30, Address = "Beijing" });
            customs.Add(new Custom() { Name = "Wang", Age = 60, Address = "Guangdong" });
            customs.Add(new Custom() { Name = "Feng", Age = 25, Address = "YunNan" });
         }
 
         sw.Start();
         var result = customs.Where&lt;Custom&gt;(c =&gt; c.Age &gt; 26).ToList();
         sw.Stop();
         Console.WriteLine("Linq time is {0}.",sw.ElapsedMilliseconds);
 
         sw.Restart();
         sw.Start();
         var result2 = customs.AsParallel().Where&lt;Custom&gt;(c =&gt; c.Age &gt; 26).ToList();
         sw.Stop();
         Console.WriteLine("Parallel Linq time is {0}.", sw.ElapsedMilliseconds);
      }

其实也就是加了一个AsParallel()方法，下面来看下运行结果： 时间相差了一倍，不过有时候不会相差这么多，要看系统当前的资源利用率。大家可以多测试一下。 其实，AsParallel()这个方法可以应用与任何集合，包括List<T>集合，从而提高查询速度和系统性能。   2、GroupBy方法 在项目中，我们经常要对数据做处理，比如分组统计，我们知道在linq中也可以实现，今天来学习一下新的ToLookup方法，写一个测试方法，代码如下：

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public static void OrderByTest()
      {
         Stopwatch stopWatch = new Stopwatch();
         List&lt;Custom&gt; customs = new List&lt;Custom&gt;();
         for (int i = 0; i &lt; 2000000; i++)
         {
            customs.Add(new Custom() { Name = "Jack", Age = 21, Address = "NewYork" });
            customs.Add(new Custom() { Name = "Jime", Age = 26, Address = "China" });
            customs.Add(new Custom() { Name = "Tina", Age = 29, Address = "ShangHai" });
            customs.Add(new Custom() { Name = "Luo", Age = 30, Address = "Beijing" });
            customs.Add(new Custom() { Name = "Wang", Age = 60, Address = "Guangdong" });
            customs.Add(new Custom() { Name = "Feng", Age = 25, Address = "YunNan" });
         }
 
         stopWatch.Restart();
         var groupByAge = customs.GroupBy(item =&gt; item.Age).ToList();
         foreach (var item in groupByAge)
         {
            Console.WriteLine("Age={0},count = {1}", item.Key, item.Count());
         }
         stopWatch.Stop();
 
         Console.WriteLine("Linq group by time is: " + stopWatch.ElapsedMilliseconds);
 
 
         stopWatch.Restart();
         var lookupList = customs.ToLookup(i =&gt; i.Age);
         foreach (var item in lookupList)
         {
            Console.WriteLine("LookUP:Age={0},count = {1}", item.Key, item.Count());
         }
         stopWatch.Stop();
         Console.WriteLine("LookUp group by time is: " + stopWatch.ElapsedMilliseconds);
      }

运行结果如下： ToLookup方法是将集合转换成一个只读集合，所以在大数据量分组时性能优于List.大家可以查阅相关资料，这里由于篇幅问题，不再细说。 from:http://www.cnblogs.com/yunfeifei/p/3998783.html

龙生   13 Sep 2016
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5天玩转C#并行和多线程编程 —— 第一天 认识Parallel

随着多核时代的到来，并行开发越来越展示出它的强大威力！使用并行程序，充分的利用系统资源，提高程序的性能。在.net 4.0中，微软给我们提供了一个新的命名空间：System.Threading.Tasks。这里面有很多关于并行开发的东西，今天第一篇就介绍下最基础，最简单的——认识和使用Parallel。   一、 Parallel的使用 在Parallel下面有三个常用的方法invoke,For和ForEach。   1、  Parallel.Invoke 这是最简单，最简洁的将串行的代码并行化。 在这里先讲一个知识点，就是StopWatch的使用，最近有一些人说找不到StopWatch，StopWatch到底是什么东西，今天就来说明一下。 StopWatch在System.Diagnostics命名控件，要使用它就要先引用这个命名空间。 其使用方法如下： var stopWatch = new StopWatch();   //创建一个Stopwatch实例 stopWatch.Start();   //开始计时 stopWatch.Stop();   //停止计时 stopWatch.Reset();  //重置StopWatch stopWatch.Restart(); //重新启动被停止的StopWatch stopWatch.ElapsedMilliseconds //获取stopWatch从开始到现在的时间差，单位是毫秒 本次用到的就这么多知识点，想了解更多关于StopWatch的，去百度一下吧，网上有很多资料。   下面进入整体，开始介绍Parallel.Invoke方法，废话不多说了，首先新建一个控制台程序，添加一个类，代码如下：

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public class ParallelDemo
      {
         private Stopwatch stopWatch = new Stopwatch();
 
         public void Run1()
         {
            Thread.Sleep(2000);
            Console.WriteLine("Task 1 is cost 2 sec");
         }
         public void Run2()
         {
            Thread.Sleep(3000);
            Console.WriteLine("Task 2 is cost 3 sec");
         }
 
         public void ParallelInvokeMethod()
         {
            stopWatch.Start();
            Parallel.Invoke(Run1, Run2);
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("Parallel run " + stopWatch.ElapsedMilliseconds + " ms.");
            
            stopWatch.Restart();
            Run1();
            Run2();
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("Normal run " + stopWatch.ElapsedMilliseconds + " ms.");
         }
｝

代码很简单，首先新加一个类，在类中写了两个方法，Run1和Run2，分别等待一定时间，输出一条信息，然后写了一个测试方法ParallelInvokeMethod，分别用两种方法调用Run1和Run2，然后在main方法中调用，下面来看一下运行时间如何： 大家应该能够猜到，正常调用的话应该是5秒多，而Parallel.Invoke方法调用用了只有3秒，也就是耗时最长的那个方法，可以看出方法是并行执行的，执行效率提高了很多。   2、Parallel.For 这个方法和For循环的功能相似，下面就在类中添加一个方法来测试一下吧。代码如下：

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public void ParallelForMethod()
     {
            stopWatch.Start();
            for (int i = 0; i &lt; 10000; i++)
            {
               for (int j = 0; j &lt; 60000; j++)
               {
                  int sum = 0;
                  sum += i;
               }
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("NormalFor run " + stopWatch.ElapsedMilliseconds + " ms.");
 
            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();
            Parallel.For(0, 10000, item =&gt;
            {
               for (int j = 0; j &lt; 60000; j++)
               {
                  int sum = 0;
                  sum += item;
               }
            });
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("ParallelFor run " + stopWatch.ElapsedMilliseconds + " ms.");
          
     }

写了两个循环，做了一些没有意义的事情，目的主要是为了消耗CPU时间，同理在main方法中调用，运行结果如下图： 可以看到，Parallel.For所用的时间比单纯的for快了1秒多，可见提升的性能是非常可观的。那么，是不是Parallel.For在任何时候都比for要快呢？答案当然是“不是”，要不然微软还留着for干嘛？ 下面修改一下代码，添加一个全局变量num，代码如下：

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public void ParallelForMethod()
         {
            var obj = new Object();
            long num = 0;
            ConcurrentBag&lt;long&gt; bag = new ConcurrentBag&lt;long&gt;();
 
            stopWatch.Start();
            for (int i = 0; i &lt; 10000; i++)
            {
               for (int j = 0; j &lt; 60000; j++)
               {
                  //int sum = 0;
                  //sum += item;
                  num++;
               }
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("NormalFor run " + stopWatch.ElapsedMilliseconds + " ms.");
 
            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();
            Parallel.For(0, 10000, item =&gt;
            {
               for (int j = 0; j &lt; 60000; j++)
               {
                  //int sum = 0;
                  //sum += item;
                  lock (obj)
                  {
                     num++;
                  }
               }
            });
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("ParallelFor run " + stopWatch.ElapsedMilliseconds + " ms.");
          
         }

Parallel.For由于是并行运行的，所以会同时访问全局变量num,为了得到正确的结果，要使用lock,此时来看看运行结果： 是不是大吃一惊啊？Parallel.For竟然用了15秒多，而for跟之前的差不多。这主要是由于并行同时访问全局变量，会出现资源争夺，大多数时间消耗在了资源等待上面。 一直说并行，那么从哪里可以看出来Parallel.For是并行执行的呢？下面来写个测试代码：

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Parallel.For(0, 100, i =&gt;
            {
               Console.Write(i + "\t");
            });

从0输出到99，运行后会发现输出的顺序不对，用for顺序肯定是对的，并行同时执行，所以会出现输出顺序不同的情况。   2、Parallel.Foreach 这个方法跟Foreach方法很相似，想具体了解的，可以百度些资料看看，这里就不多说了，下面给出其使用方法：

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List&lt;int&gt; list = new List&lt;int&gt;();
            list.Add(0);
            Parallel.ForEach(list, item =&gt;
            {
               DoWork(item);
            });

   二、 Parallel中途退出循环和异常处理 1、当我们使用到Parallel，必然是处理一些比较耗时的操作，当然也很耗CPU和内存，如果我们中途向停止，怎么办呢？ 在串行代码中我们break一下就搞定了，但是并行就不是这么简单了，不过没关系，在并行循环的委托参数中提供了一个ParallelLoopState， 该实例提供了Break和Stop方法来帮我们实现。 Break: 当然这个是通知并行计算尽快的退出循环，比如并行计算正在迭代100，那么break后程序还会迭代所有小于100的。 Stop：这个就不一样了，比如正在迭代100突然遇到stop，那它啥也不管了，直接退出。 下面来写一段代码测试一下：

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public void ParallelBreak()
         {
            ConcurrentBag&lt;int&gt; bag = new ConcurrentBag&lt;int&gt;();
            stopWatch.Start();
            Parallel.For(0, 1000, (i, state) =&gt;
            {
               if (bag.Count == 300)
               {
                  state.Stop();
                  return;
               }
               bag.Add(i);
            });
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("Bag count is " + bag.Count + ", " + stopWatch.ElapsedMilliseconds);
         }

这里使用的是Stop，当数量达到300个时，会立刻停止；可以看到结果"Bag count is 300"，如果用break,可能结果是300多个或者300个，大家可以测试一下。   2、异常处理 首先任务是并行计算的，处理过程中可能会产生n多的异常，那么如何来获取到这些异常呢？普通的Exception并不能获取到异常，然而为并行诞生的AggregateExcepation就可以获取到一组异常。 这里我们修改Parallel.Invoke的代码，修改后代码如下：

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public class ParallelDemo
      {
         private Stopwatch stopWatch = new Stopwatch();
 
         public void Run1()
         {
            Thread.Sleep(2000);
            Console.WriteLine("Task 1 is cost 2 sec");
            throw new Exception("Exception in task 1");
         }
         public void Run2()
         {
            Thread.Sleep(3000);
            Console.WriteLine("Task 2 is cost 3 sec");
            throw new Exception("Exception in task 2");
         }
 
         public void ParallelInvokeMethod()
         {
            stopWatch.Start();
            try
            {
               Parallel.Invoke(Run1, Run2);
            }
            catch (AggregateException aex)
            {
               foreach (var ex in aex.InnerExceptions)
               {
                  Console.WriteLine(ex.Message);
               }
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("Parallel run " + stopWatch.ElapsedMilliseconds + " ms.");
 
            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();
            try
            {
               Run1();
               Run2();
            }
            catch(Exception ex)
            {
               Console.WriteLine(ex.Message);
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("Normal run " + stopWatch.ElapsedMilliseconds + " ms.");
         }
｝

顺序调用方法我把异常处理写一起了，这样只能捕获Run1的异常信息，大家可以分开写。捕获AggregateException 异常后，用foreach循环遍历输出异常信息，可以看到两个异常信息都显示了。   点击这里，下载源码 from:http://www.cnblogs.com/yunfeifei/p/3993401.html

龙生   13 Sep 2016
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C#中小数点后保留两位小数，四舍五入的函数及使用方法

Math.Round(45.367,2)     //Returns   45.37 Math.Round(45.365,2)     //Returns   45.36 C#中的Round()不是我们中国人理解的四舍五入，是老外的四舍五入，是符合IEEE标准的四舍五入，具体是四舍六入，下面的才是符合中国人理解的四舍五入 Math.Round(45.367,2,MidpointRounding.AwayFromZero);//45.37 Math.Round(45.365,2,MidpointRounding.AwayFromZero)     //Returns   45.37   from:http://www.cnblogs.com/purplefox2008/archive/2011/08/08/2130635.html

龙生   12 Sep 2016
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C#中的线程(三) 使用多线程

第三部分：使用多线程   1.  单元模式和Windows Forms 单元模式线程是一个自动线程安全机制， 非常贴近于COM——Microsoft的遗留下的组件对象模型。尽管.NET最大地放弃摆脱了遗留下的模型，但很多时候它也会突然出现，这是因为有必要与旧的API 进行通信。单元模式线程与Windows Forms最相关，因为大多Windows Forms使用或包装了长期存在的Win32 API——连同它的单元传统。 单元是多线程的逻辑上的“容器”，单元产生两种容量——“单的”和“多的”。单线 程单元只包含一个线程；多线程单元可以包含任何数量的线程。单线程模式更普遍 并且能与两者有互操作性。 就像包含线程一样，单元也包含对象，当对象在一个单元内被创建后，在它的生命周期中它将一直存在在那，永远也“居家不出”地与那些驻留线程在一起。这类似于被包含在.NET 同步环境中 ，除了同步环境中没有自己的或包含线程。任何线程可以访问在任何同步环境中的对象 ——在排它锁的控制中。但是单元内的对象只有单元内的线程才可以访问。 想象一个图书馆，每本书都象征着一个对象；借出书是不被允许的，书都在图书馆 创建并直到它寿终正寝。此外，我们用一个人来象征一个线程。 一个同步内容的图书馆允许任何人进入，同时同一时刻只允许一个人进入，在图书馆外会形成队列。 单元模式的图书馆有常驻维护人员——对于单线程模式的图书馆有一个图书管理员， 对于多线程模式的图书馆则有一个团队的管理员。没人被允许除了隶属与维护人员的人 ——资助人想要完成研究就必须给图书管理员发信号，然后告诉管理员去做工作！给管理员发信号被称为调度编组——资助人通过调度把方法依次读出给一个隶属管理员的人（或，某个隶属管理员的人！）。 调度编组是自动的，在Windows Forms通过信息泵被实现在库结尾。这就是操作系统经常检查键盘和鼠标的机制。如果信息到达的太快了，以致不能被处理，它们将形成消息队列，所以它们可以以它们到达的顺序被处理。   1.1  定义单元模式   .NET线程在进入单元核心Win32或旧的COM代码前自动地给单元赋值，它被默认地指定为多线程单元模式，除非需要一个单线程单元模式，就像下面的一样： 1 2 Thread t = new Thread (…); t.SetApartmentState (ApartmentState.STA); 你也可以用STAThread特性标在主线程上来让它与单线程单元相结合： 1 2 3 4 class Program {   [STAThread] static void Main() {   … 线程单元设置对纯.NET代码没有效果，换言之，即使两个线程都有STA 的单元状态，也可以被相同的对象同时调用相同的方法，就没有自动的信号编组或锁定发生了， 只有在执行非托管的代码时，这才会发生。 在System.Windows.Forms名称空间下的类型，广泛地调用Win32代码， 在单线程单元下工作。由于这个原因，一个Windos Forms程序应该在它的主方法上贴上 [STAThread]特性，除非在执行Win32 UI代码之前以下二者之一发生了： 它将调度编组成一个单线程单元 它将崩溃   1.2  Control.Invoke   在多线程的Windows Forms程序中，通过非创建控件的线程调用控件的的属性和方法是非法的。所有跨进程的调用必须被明确地排列至创建控件的线程中（通常为主线程），利用Control.Invoke 或 Control.BeginInvoke方法。你不能依赖自动调度编组因为它发生的太晚了，仅当执行刚好进入了非托管的代码它才发生，而.NET已有足够的时间来运行“错误的”线程代码，那些非线程安全的代码。 一个优秀的管理Windows Forms程序的方案是使用BackgroundWorker， 这个类包装了需要报道进度和完成度的工作线程，并自动地调用Control.Invoke方法作为需要。   1.3  BackgroundWorker   BackgroundWorker是一个在System.ComponentModel命名空间 下帮助类，它管理着工作线程。它提供了以下特性： "cancel" 标记，对于给工作线程打信号让它结束而没有使用 Abort的情况 提供报道进度，完成度和退出的标准方案 实现了IComponent接口，允许它参与Visual Studio设计器 […]

龙生   11 Sep 2016
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C#中的线程(二) 线程同步基础

1.同步要领   下面的表格列展了.NET对协调或同步线程动作的可用的工具：                       简易阻止方法 构成 目的 Sleep 阻止给定的时间周期 Join 等待另一个线程完成                       锁系统 构成 目的 跨进程？ 速度 lock 确保只有一个线程访问某个资源或某段代码。 否 快 Mutex 确保只有一个线程访问某个资源或某段代码。可被用于防止一个程序的多个实例同时运行。 是 中等 Semaphore 确保不超过指定数目的线程访问某个资源或某段代码。 是 中等 （同步的情况下也提够自动锁。）                      信号系统 构成 目的 跨进程？ 速度 EventWaitHandle 允许线程等待直到它受到了另一个线程发出信号。 是 中等 Wait 和 Pulse* 允许一个线程等待直到自定义阻止条件得到满足。 否 中等                          非阻止同步系统* 构成 目的 跨进程？ 速度 Interlocked* 完成简单的非阻止原子操作。 是(内存共享情况下) 非常快 volatile* 允许安全的非阻止在锁之外使用个别字段。 非常快 * 代表页面将转到第四部分 1.1   阻止 (Blocking) 当一个线程通过上面所列的方式处于等待或暂停的状态，被称为被阻止。一旦被阻止，线程立刻放弃它被分配的 CPU时间，将它的ThreadState属性添加为WaitSleepJoin状态，不在安排时间直到停止阻止。停止阻止在任意四种 情况下发生（关掉电脑的电源可不算！）： 阻止的条件已得到满足 操作超时（如果timeout被指定了） 通过Thread.Interrupt中断了 通过Thread.Abort放弃了 当线程通过（不建议）Suspend 方法暂停，不认为是被阻止了。 1.2  休眠 和 轮询 调用Thread.Sleep阻止当前的线程指定的时间（或者直到中断）： 1 2 3 4 5 6 static void […]

龙生   11 Sep 2016
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C#中的线程(一)入门

文章系参考转载，英文原文网址请参考:http://www.albahari.com/threading/ 作者 Joseph Albahari,  翻译 Swanky Wu 中文翻译作者把原文放在了"google 协作"上面，GFW屏蔽，不能访问和查看，因此我根据译文和英文原版整理转载到园子里面。 本系列文章可以算是一本很出色的C#线程手册，思路清晰，要点都有介绍，看了后对C#的线程及同步等有了更深入的理解。 入门 概述与概念 创建和开始使用多线程 线程同步基础 同步要领 锁和线程安全 Interrupt 和 Abort 线程状态 等待句柄 同步环境 使用多线程 单元模式和Windows Forms BackgroundWorker类 ReaderWriterLock类 线程池 异步委托 计时器 局部储存 高级话题 非阻止同步 Wait和Pulse Suspend和Resume 终止线程 一、入门 1.     概述与概念 C#支持通过多线程并行地执行代码，一个线程有它独立的执行路径，能够与其它的线程同时地运行。一个C#程序开始于一个单线程，这个单线程是被CLR和操作系统（也称为“主线程”）自动创建的，并具有多线程创建额外的线程。这里的一个简单的例子及其输出： 除非被指定，否则所有的例子都假定以下命名空间被引用了：  using System; using System.Threading; 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 class ThreadTest {   static void Main() {     Thread t = new Thread (WriteY);     t.Start();                          // Run WriteY on the new thread     while (true) Console.Write ("x");   // Write 'x' forever   }     static […]

龙生   11 Sep 2016
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5天玩转C#并行和多线程编程 —— 第五天 多线程编程大总结

一、多线程带来的问题 1、死锁问题 前面我们学习了Task的使用方法，其中Task的等待机制让我们瞬间爱上了它，但是如果我们在调用Task.WaitAll方法等待所有线程时，如果有一个Task一直不返回，会出现什么情况呢？当然，如果我们不做出来的话，程序会一直等待下去，那么因为这一个Task的死锁，导致其他的任务也无法正常提交，整个程序"死"在那里。下面我们来写一段代码，来看一下死锁的情况：

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     var t1 = Task.Factory.StartNew(() =>
      {
        Console.WriteLine("Task 1 Start running...");
        while(true)
        {
          System.Threading.Thread.Sleep(1000);
        }
        Console.WriteLine("Task 1 Finished!");
      });
      var t2 = Task.Factory.StartNew(() =>
      {
        Console.WriteLine("Task 2 Start running...");
        System.Threading.Thread.Sleep(2000);
        Console.WriteLine("Task 2 Finished!");
      });
      Task.WaitAll(t1,t2);

  这里我们创建两个Task，t1和t2，t1里面有个while循环，由于条件一直为TRUE，所以他永远也无法退出。运行程序，结果如下： 可以看到Task2完成了，就是迟迟等不到Task1，这个时候我们按回车是没有反应的，除非关掉窗口。如果我们在项目中遇到这种情况是令人很纠结的，因为我们也不知道到底发生了什么，程序就是停在那里，也不报错，也不继续执行。 那么出现这种情况我们该怎么处理呢？我们可以设置最大等待时间，如果超过了等待时间，就不再等待，下面我们来修改代码，设置最大等待时间为5秒(项目中可以根据实际情况设置)，如果超过5秒就输出哪个任务出错了，代码如下：

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Task[] tasks = new Task[2];
      var tasks[0] = Task.Factory.StartNew(() =>
      {
        Console.WriteLine("Task 1 Start running...");
        while(true)
        {
          System.Threading.Thread.Sleep(1000);
        }
        Console.WriteLine("Task 1 Finished!");
      });
      var tasks[1] = Task.Factory.StartNew(() =>
      {
        Console.WriteLine("Task 2 Start running...");
        System.Threading.Thread.Sleep(2000);
        Console.WriteLine("Task 2 Finished!");
      });
      
      Task.WaitAll(tasks,5000);
      for (int i = 0; i < tasks.Length;i++ )
      {
        if (tasks[i].Status != TaskStatus.RanToCompletion)
        {
          Console.WriteLine("Task {0} Error!",i + 1);
        }
      }
      Console.Read();

  这里我们将所有任务放到一个数组里面进行管理，调用Task.WaitAll的一个重载方法，第一个参数是Task[]数据,第二个参数是最大等待时间，单位是毫秒，这里我们设置为5000及等待5秒钟，就继续向下执行。下面我们遍历Task数组，通过Status属性判断哪些Task没有完成，然后输出错误信息。 2、SpinLock(自旋锁) 我们初识多线程或者多任务时，第一个想到的同步方法就是使用lock或者Monitor，然而在4.0 之后微软给我们提供了另一把利器——spinLock，它比重量级别的Monitor具有更小的性能开销，它的用法跟Monitor很相似，VS给的提示如下： 下面我们来写一个例子看一下，代码如下(关于lock和Monitor的用法就不再细说了，网上资料很多，大家可以看看)：

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SpinLock slock = new SpinLock(false);
      long sum1 = 0;
      long sum2 = 0;
      Parallel.For(0, 100000, i =>
      {
        sum1 += i;
      });
 
      Parallel.For(0, 100000, i =>
      {
        bool lockTaken = false;
        try
        {
          slock.Enter(ref lockTaken);
          sum2 += i;
        }
        finally
        {
          if (lockTaken)
            slock.Exit(false);
        }
      });
 
      Console.WriteLine("Num1的值为:{0}", sum1);
      Console.WriteLine("Num2的值为:{0}", sum2);
 
      Console.Read();

  输出结果如图： 这里我们使用了Parallel.For方法来做演示，Parallel.For用起来方便，但是在实际开发中还是尽量少用，因为它的不可控性太高，有点简单粗暴的感觉，可能带来一些不必要的"麻烦",最好还是使用Task，因为Task的可控性较好。 slock.Enter方法，解释如下： 3、多线程之间的数据同步 多线程间的同步，在用thread的时候，我们常用的有lock和Monitor，上面刚刚介绍了.Net4.0中一个新的锁——SpinLock(自旋锁)，实际上，我们还可以将任务分成多块，由多个线程一起执行，最后合并多个线程的结果，如：求1到100的和，我们分10个线程，分别求1~10，……，90~100的和，然后合并十个线程的结果。还有就是使用线程安全集合，可参加第二天的文章。其实Task的同步机制做已经很好了，如果有特殊业务需求，有线程同步问题，大家可一起交流~~ 二、Task和线程池之间的抉择 我们要说的task的知识也说的差不多了，接下来我们开始站在理论上了解下“线程池”和“任务”之间的关系，我们要做到知其然，还要知其所以然。不管是说线程还是任务，我们都不可避免的要讨论下线程池，然而在.net 4.0以后，线程池引擎考虑了未来的扩展性，已经充分利用多核微处理器架构，只要在可能的情况下，我们应该尽量使用task，而不是线程池。 这里简要的分析下CLR线程池，其实线程池中有一个叫做“全局队列”的概念，每一次我们使用QueueUserWorkItem的使用都会产生一个“工作项”，然后“工作项”进入“全局队列”进行排队，最后线程池中的的工作线程以FIFO(First Input First Output)的形式取出,这里值得一提的是在.net 4.0之后“全局队列”采用了无锁算法，相比以前版本锁定“全局队列”带来的性能瓶颈有了很大的改观。那么任务委托的线程池不光有“全局队列”，而且每一个工作线程都有”局部队列“。我们的第一反应肯定就是“局部队列“有什么好处呢？这里暂且不说，我们先来看一下线程池中的任务分配，如下图： 线程池的工作方式大致如下，线程池的最小线程数是6，线程1~3正在执行任务1~3，当有新的任务时，就会向线程池请求新的线程，线程池会将空闲线程分配出去，当线程不足时，线程池就会创建新的线程来执行任务，直到线程池达到最大线程数(线程池满)。总的来说，只有有任务就会分配一个线程去执行,当FIFO十分频繁时，会造成很大的线程管理开销。 下面我们来看一下task中是怎么做的,当我们new一个task的时候“工作项”就会进去”全局队列”，如果我们的task执行的非常快，那么“全局队列“就会FIFO的非常频繁，那么有什么办法缓解呢？当我们的task在嵌套的场景下，“局部队列”就要产生效果了，比如我们一个task里面有3个task，那么这3个task就会存在于“局部队列”中， 如下图的任务一，里面有三个任务要执行，也就是产生了所谓的"局部队列"，当任务三的线程执行完成时，就会从任务一种的队列中以FIFO的形式"窃取"任务执行 ，从而减少了线程管理的开销。这就相当于，有两个人，一个人干完了分配给自己的所有活，而另一个人却还有很多的活，闲的人应该接手点忙的人的活，一起快速完成。 从上面种种情况我们看到，这些分流和负载都是普通ThreadPool.QueueUserWorkItem所不能办到的，所以说在.net 4.0之后，我们尽可能的使用TPL，抛弃ThreadPool。 这是5天玩转C#并行和多线程编程系列的最后一篇了，当然还有很多东西没说到，如果真的想要玩转多线程，还是要多多努力学习的。大家在学习过程中有什么问题可以一起交流~~ 如果大家感觉我的博文对大家有帮助，请推荐支持一把，给我写作的动力。 from:http://www.tuicool.com/articles/2maqYrI

龙生   11 Sep 2016
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c#使用多线程的几种方式示例详解

(1)不需要传递参数,也不需要返回参数 ThreadStart是一个委托，这个委托的定义为void ThreadStart()，没有参数与返回值。 复制代码代码如下: class Program{ static void Main(string[] args) { for (int i = 0; i < 30; i++) { ThreadStart threadStart = new ThreadStart(Calculate); Thread thread = new Thread(threadStart); thread.Start(); } Thread.Sleep(2000); Console.Read(); } public static void Calculate() { DateTime time = DateTime.Now;//得到当前时间 Random ra = new Random();//随机数对象 Thread.Sleep(ra.Next(10,100));//随机休眠一段时间 Console.WriteLine(time.Minute + ":" + time.Millisecond); } } (2)需要传递单个参数 ParameterThreadStart委托定义为void ParameterizedThreadStart(object state)，有一个参数但是没有返回值。 复制代码代码如下: class Program{ static void Main(string[] args) { for (int i = 0; i < 30; i++) { ParameterizedThreadStart tStart = new ParameterizedThreadStart(Calculate); Thread thread = […]

龙生   11 Sep 2016
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MySQL DATEDIFF() 函数

定义和用法 DATEDIFF() 函数返回两个日期之间的天数。 语法

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DATEDIFF(date1,date2)

date1 和 date2 参数是合法的日期或日期/时间表达式。 注释：只有值的日期部分参与计算。 实例 例子 1 使用如下 SELECT 语句：

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SELECT DATEDIFF('2008-12-30','2008-12-29') AS DiffDate

结果： DiffDate 1 例子 2 使用如下 SELECT 语句：

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SELECT DATEDIFF('2008-12-29','2008-12-30') AS DiffDate

结果： DiffDate -1   from:http://www.w3school.com.cn/sql/func_datediff_mysql.asp

龙生   08 Sep 2016
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