C#多線程與異步的區(qū)別詳解
C#多線程與異步的區(qū)別詳解
隨著擁有多個硬線程 CPU(超線程、雙核)的普及,多線程和異步操作等并發(fā)程序設(shè)計方法也受到了更多的關(guān)注和討論。本文主要是想與各位高手一同探討一下如何使用并發(fā)來最大化程序的性能。
多線程和異步操作的異同
多線程和異步操作兩者都可以達到避免調(diào)用線程阻塞的目的,從而提高軟件的可響應(yīng)性。甚至有些時候我們就認(rèn)為多線程和異步操作是等同的概念。但是,多線程和異步操作還是有一些區(qū)別的。而這些區(qū)別造成了使用多線程和異步操作的時機的區(qū)別。
異步操作的本質(zhì)
所有的程序最終都會由計算機硬件來執(zhí)行,所以為了更好的理解異步操作的本質(zhì),我們有必要了解一下它的硬件基礎(chǔ)。 熟悉電腦硬件的朋友肯定對 DMA 這個詞不陌生,硬盤、光驅(qū)的技術(shù)規(guī)格中都有明確 DMA 的模式指標(biāo),其實網(wǎng)卡、聲卡、顯卡也是有 DMA 功能的。DMA 就是直接內(nèi)存訪問的意思,也就是說,擁有 DMA 功能的硬件在和內(nèi)存進行數(shù)據(jù)交換的時候可以不消耗 CPU 資源。只要 CPU 在發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸時發(fā)送一個指令,硬件就開始自己和內(nèi)存交換數(shù)據(jù),在傳輸完成之后硬件會觸發(fā)一個中斷來通知操作完成。這些無須消耗 CPU 時間的 I/O 操作正是異步操作的硬件基礎(chǔ)。所以即使在 DOS 這樣的單進程(而且無線程概念)系統(tǒng)中也同樣可以發(fā)起異步的 DMA 操作。
線程的本質(zhì)
線程不是一個計算機硬件的功能,而是操作系統(tǒng)提供的一種邏輯功能,線程本質(zhì)上是進程中一段并發(fā)運行的代碼,所以線程需要操作系統(tǒng)投入 CPU 資源來運行和調(diào)度。
異步操作的優(yōu)點與缺點
因為異步操作無須額外的線程負(fù)擔(dān),并且使用回調(diào)的方式進行處理,在設(shè)計良好的情況下,處理函數(shù)可以不必使用共享變量(即使無法完全不用,最起碼可以減少共享變量的數(shù)量),減少了死鎖的可能。當(dāng)然異步操作也并非完美無暇。編寫異步操作的復(fù)雜程度較高,程序主要使用回調(diào)方式進行處理,與普通人的思維方式有些初入,而且難以調(diào)試。
多線程的優(yōu)點與缺點
多線程的優(yōu)點很明顯,線程中的處理程序依然是順序執(zhí)行,符合普通人的思維習(xí)慣,所以編程簡單。但是多線程的缺點也同樣明顯,線程的使用(濫用)會給系統(tǒng)帶來上下文切換的額外負(fù)擔(dān)。并且線程間的共享變量可能造成死鎖的出現(xiàn)。
適用范圍
在了解了線程與異步操作各自的優(yōu)點與缺點之后,我們可以來探討一下線程和異步的合理用途。我認(rèn)為:當(dāng)需要執(zhí)行 I/O 操作時,使用異步操作比使用線程加同步 I/O 操作更合適。I/O 操作不僅包括了直接的文件、網(wǎng)絡(luò)的讀寫,還包括數(shù)據(jù)庫操作、Web Service、HttpRequest 以及 .Net Remoting 等跨進程的調(diào)用。
而線程的適用范圍則是那種需要長時間 CPU 運算的場合,例如耗時較長的圖形處理和算法執(zhí)行。但是往往由于使用線程編程的簡單和符合習(xí)慣,所以很多朋友往往會使用線程來執(zhí)行耗時較長的 I/O 操作。這樣在只有少數(shù)幾個并發(fā)操作的時候還無傷大雅,如果需要處理大量的并發(fā)操作時就不合適了。
實例研究
說了那么理論上的東西,可能有些兄弟早就不耐煩了,現(xiàn)在我們來研究幾個實際的異步操作例子吧。
實例1:由 delegate 產(chǎn)生的異步方法到底是怎么回事?
大家可能都知道,使用 delegate 可以“自動”使一個方法可以進行異步的調(diào)用。從直覺上來說,我覺得是由編譯器或者 CLR 使用了另外的線程來執(zhí)行目標(biāo)方法。到底是不是這樣呢?讓我們來用一段代碼證明一下吧。
using System;
using System.Threading;
namespace AsyncDelegateDemo
{
delegate void AsyncFoo(int i);
class Program
{
///<summary>
/// 輸出當(dāng)前線程的信息
///</summary>
///<param name="name">方法名稱</param>
static void PrintCurrThreadInfo(string name)
{
Console.WriteLine("Thread Id of " + name + " is: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + ", current thread is "
+ (Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "" : "not ")
+ "thread pool thread.");
}
///<summary>
/// 測試方法,Sleep一定時間
///</summary>
///<param name="i">Sleep的時間</param>
static void Foo(int i)
{
PrintCurrThreadInfo("Foo()");
Thread.Sleep(i);
}
///<summary>
/// 投遞一個異步調(diào)用
///</summary>
static void PostAsync()
{
AsyncFoo caller = new AsyncFoo(Foo);
caller.BeginInvoke(1000, new AsyncCallback(FooCallBack), caller);
}
static void Main(string[] args)
{
PrintCurrThreadInfo("Main()");
for(int i = 0; i < 10 ; i++)
{
PostAsync();
}
Console.ReadLine();
}
static void FooCallBack(IAsyncResult ar)
{
PrintCurrThreadInfo("FooCallBack()");
AsyncFoo caller = (AsyncFoo) ar.AsyncState;
caller.EndInvoke(ar);
}
}
}
這段代碼代碼的輸出如下:
Thread Id of Main() is: 1, current thread is not thread pool thread. Thread Id of Foo() is: 3, current thread is thread pool thread. Thread Id of FooCallBack() is: 3, current thread is thread pool thread. Thread Id of Foo() is: 3, current thread is thread pool thread. Thread Id of Foo() is: 4, current thread is thread pool thread. Thread Id of Foo() is: 5, current thread is thread pool thread. Thread Id of FooCallBack() is: 3, current thread is thread pool thread. Thread Id of Foo() is: 3, current thread is thread pool thread. Thread Id of FooCallBack() is: 4, current thread is thread pool thread. Thread Id of Foo() is: 4, current thread is thread pool thread. Thread Id of Foo() is: 6, current thread is thread pool thread. Thread Id of FooCallBack() is: 5, current thread is thread pool thread. Thread Id of Foo() is: 5, current thread is thread pool thread. Thread Id of Foo() is: 7, current thread is thread pool thread. Thread Id of FooCallBack() is: 3, current thread is thread pool thread. Thread Id of Foo() is: 3, current thread is thread pool thread. Thread Id of FooCallBack() is: 4, current thread is thread pool thread. Thread Id of FooCallBack() is: 6, current thread is thread pool thread. Thread Id of FooCallBack() is: 5, current thread is thread pool thread. Thread Id of FooCallBack() is: 7, current thread is thread pool thread. Thread Id of FooCallBack() is: 3, current thread is thread pool thread.
從輸出可以看出,.net 使用 delegate 來“自動”生成的異步調(diào)用是使用了另外的線程(而且是線程池線程)。
感謝閱讀,希望能幫助到大家,謝謝大家對本站的支持!
您可能感興趣的文章
- 01-10C#停止線程的方法
- 01-10C#通過重寫Panel改變邊框顏色與寬度的方法
- 01-10C#實現(xiàn)多線程下載文件的方法
- 01-10C#實現(xiàn)實體類與字符串互相轉(zhuǎn)換的方法
- 01-10C#實現(xiàn)多線程寫入同一個文件的方法
- 01-10C#獲取進程或線程相關(guān)信息的方法
- 01-10C#通過Semaphore類控制線程隊列的方法
- 01-10C#線程隊列用法實例分析
- 01-10C#實現(xiàn)子窗體與父窗體通信方法實例總結(jié)
- 01-10時間戳與時間相互轉(zhuǎn)換(php .net精確到毫秒)


閱讀排行
本欄相關(guān)
- 01-10C#通過反射獲取當(dāng)前工程中所有窗體并
- 01-10關(guān)于ASP網(wǎng)頁無法打開的解決方案
- 01-10WinForm限制窗體不能移到屏幕外的方法
- 01-10WinForm繪制圓角的方法
- 01-10C#實現(xiàn)txt定位指定行完整實例
- 01-10WinForm實現(xiàn)仿視頻播放器左下角滾動新
- 01-10C#停止線程的方法
- 01-10C#實現(xiàn)清空回收站的方法
- 01-10C#通過重寫Panel改變邊框顏色與寬度的
- 01-10C#實現(xiàn)讀取注冊表監(jiān)控當(dāng)前操作系統(tǒng)已
隨機閱讀
- 04-02jquery與jsp,用jquery
- 01-11Mac OSX 打開原生自帶讀寫NTFS功能(圖文
- 08-05dedecms(織夢)副欄目數(shù)量限制代碼修改
- 01-10SublimeText編譯C開發(fā)環(huán)境設(shè)置
- 08-05織夢dedecms什么時候用欄目交叉功能?
- 08-05DEDE織夢data目錄下的sessions文件夾有什
- 01-11ajax實現(xiàn)頁面的局部加載
- 01-10delphi制作wav文件的方法
- 01-10使用C語言求解撲克牌的順子及n個骰子
- 01-10C#中split用法實例總結(jié)


