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這篇文章主要講解了“C#線程池和文件下載服務(wù)器的方法是什么”,文中的講解內(nèi)容簡單清晰,易于學(xué)習(xí)與理解,下面請大家跟著小編的思路慢慢深入,一起來研究和學(xué)習(xí)“C#線程池和文件下載服務(wù)器的方法是什么”吧!
雖然線程可以在一定程度上提高程序運(yùn)行的效率,但也會產(chǎn)生一些副作用。讓我們先看看如下的代碼:
class Increment { private int n = 0; private int max; public Increment(int max) { this.max = max; } public int result { get { return n; } set { n = value; } } public void Inc() { for (int i = 0; i < max; i++) { n++; } } } class Program { public static void Main() { Increment inc = new Increment(10000); Thread[] threads = new Thread[30]; for (int i = 0; i < threads.Length; i++) { threads[i] = new Thread(inc.Inc); threads[i].Start(); } for (int i = 0; i < threads.Length; i++) { threads[i].Join(); // 等待30個(gè)線程都執(zhí)行完 } Console.WriteLine(inc.result); //輸出n的值 } }
上面的程序的基本功能是使用Increment的Inc方法為n遞增max,所不同的是,將在Main方法中啟動30個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行Inc方法。在本例中max的值是10000(通過Increment的構(gòu)造方法傳入)。讀者可以運(yùn)行一下這個(gè)程序,正常的結(jié)果應(yīng)該是300000,但通常不會得到這個(gè)結(jié)果,一般獲得的結(jié)果都比300000小。其中的原因就是Inc方法中的n++上,雖然從表面上看,n++只是一條簡單的自增語言,但從底層分析,n++的IL代碼如下:
ldsfld // 獲得n的初始值,并壓到方法棧中 ldc.i4.1 // 將1壓到方法棧中 add // 從方法棧中彈出最頂端的兩個(gè)值,相加,然后將結(jié)果保存在方法棧中 stfld // 從當(dāng)前方法棧中彈出一個(gè)值,并更新類字段n
對于上面每一條IL語句是線程安全的,但是n++這條C#語句需要上面的四步才能完成,因此,n++這條語句并不是線程安全的。只要在執(zhí)行stfld指令之前的任何一步由于其他線程獲得CPU而中斷,那么就會出現(xiàn)所謂的“臟”數(shù)據(jù)。
假設(shè)n的初始值為0, 在thread1在執(zhí)行完ldc.i4.1后被thread2中斷(add指令并未執(zhí)行),這時(shí)thread2獲得的n的初始值仍然是0,假設(shè)thread2順利執(zhí)行完,那么這時(shí)n的值已經(jīng)是1了,當(dāng)thread2執(zhí)行完后,thread1繼續(xù)執(zhí)行add指令,并且thread1也順利執(zhí)行完,這時(shí),在thread1中的執(zhí)行結(jié)果n仍然是1。因此,這也就出現(xiàn)了調(diào)用兩次n++,n仍然為1的情況。要解決這個(gè)問題的方法也很容易想到,就是讓上述四條IL語句要不都不執(zhí)行,要執(zhí)行就都執(zhí)行完,這有點(diǎn)事務(wù)處理的意思。
在C#線程中解決這個(gè)問題的技術(shù)叫同步。同步的本質(zhì)就是為某一個(gè)代碼塊加鎖,使其成為一個(gè)整體,共同進(jìn)退。最簡單的是使用lock為代碼塊加鎖。這個(gè)語句在前幾講已經(jīng)多次使用過了。lock語句可以鎖定任何的對象,如果鎖定的是類成員,直接使用lock(obj)的形式即可,如果鎖定的是靜態(tài)成員,可以把鎖主在object類型上,代碼如下:
lock(typeof(StaticClass)) { ... ... }
對于Increment類,我們可以鎖定n++,也可以鎖定Inc方法,如鎖定n++的Increment類的代碼如下:
class Increment { private int n = 0; private int max; private Object lockN = new Object(); public Increment(int max) { this.max = max; } public int result { get { return n; } set { n = value; } } private void IncN() { lock (lockN) { n++; } } public void Inc() { for (int i = 0; i < max; i++) { IncN(); } } }
也可以直接將如下的代碼放到for循環(huán)中取代調(diào)用IncN方法,
lock (lockN) { n++; }
或者直接將Inc方法鎖住,代碼如下:
public void Inc() { lock (lockN) { for (int i = 0; i < max; i++) { n++; } } }
但筆者并不建議直接將Inc鎖住,因?yàn)檫@樣就和單線程沒什么區(qū)別了,雖然可以避免出現(xiàn)讀臟數(shù)據(jù)的情況,但卻犧牲的效率。
從本例分析得知,產(chǎn)生問題的原因就是因?yàn)閚++不是原子操作。而在.net framework中提供了一個(gè)Interlocked類,可以使n++變成原子操作。Interlocked有一些方法,可以保證對變量的操作是原子的,如Increment方法保證n++的操作是原子的,Decrement方法保證n--的操作是原子的,Exchange方法保證為變量賦值的操作是原子的。因此,可以使用Increment方法來替換n++,代碼如下:
public void Inc() { for (int i = 0; i < max; i++) { Interlocked.Increment(ref n); } }
任何事物都具有兩面性,同步技術(shù)也不例外,在某些情況下,可以由于兩個(gè)線程互相鎖定某些對象而造成死鎖(就是兩個(gè)線程互相等待對方釋放對象)。這就象有兩個(gè)學(xué)生晚上在復(fù)習(xí)功課,他們都希望學(xué)習(xí)能超過對方,而且他們都很累了,但是誰也不肯先休息,是都在盯著對方屋里的燈,期望著對方休息后。自己才休息。但卻誰也不肯先關(guān)燈,所以他們就只有這樣耗到天亮了。當(dāng)然,解決這個(gè)問題的方法有兩個(gè),***個(gè)就是其中一個(gè)學(xué)生或兩個(gè)學(xué)生根本就不關(guān)心對方是否先睡覺,自己學(xué)累了就直接關(guān)燈了。當(dāng)然,另外一個(gè)方法就有點(diǎn)暴力了,就是到點(diǎn)就直接斷電,那誰也別學(xué)了(這也相當(dāng)于線程中斷,不過不到萬不得以時(shí)***別用這招)。
讓我們先舉一個(gè)線程死鎖的例子,代碼如下:
class Program { private static Object objA = new Object(); private static Object objB = new Object(); public static void LockA() { lock (objA) { Thread.Sleep(1000); lock (objB) { } } Console.WriteLine("LockA"); } public static void LockB() { lock (objB) { Thread.Sleep(2000); lock (objA) { } } Console.WriteLine("LockB"); } public static void Main() { Thread threadA = new Thread(LockA); Thread threadB = new Thread(LockB); threadA.Start(); threadB.Start(); } }
在上面的代碼中,LockA方法會在當(dāng)前線程中執(zhí)行完Lock(objA)后延遲1秒,而LockB方法會在執(zhí)行完lock(objB)后延遲2秒,一般LockA會先執(zhí)行l(wèi)ock(objB),但這時(shí)objB已經(jīng)被LockB鎖住了,而且LockB還在延遲(2秒還沒到)。在這時(shí),LockA已經(jīng)將objA和objB都鎖上了,當(dāng)LockB執(zhí)行到lock(objA)時(shí),由于objA已經(jīng)被鎖上,因此,LockB就被阻塞了。而LockA在執(zhí)行到lock(objB)時(shí),由于這時(shí)LockA還在延遲,因此,objB也被鎖住了。LockA和LockB也就相當(dāng)于上述的兩個(gè)學(xué)生,互相等待對方關(guān)燈,但誰也不肯先關(guān)燈,所以就死鎖了。如果采用***種方法非常簡單,就是保持被鎖定的多個(gè)對象的順序,如將LockB方法的鎖定順序換一下,代碼如下:
public static void LockB() { lock (objA) { Thread.Sleep(2000); lock (objB) { } } Console.WriteLine("LockB"); }
或是將LockA方法也改一下,先鎖objB,再鎖objA。
當(dāng)然,也可以采用暴力一點(diǎn)的方法,當(dāng)發(fā)現(xiàn)一些線程長時(shí)間沒反應(yīng)時(shí),可以使用Abort方法強(qiáng)行中斷它們。代碼如下:
public static void Main() { Thread threadA = new Thread(LockA); Thread threadB = new Thread(LockB); threadA.Start(); threadB.Start(); Thread.Sleep(4000); threadA.Abort(); threadB.Abort(); Console.WriteLine("線程全部結(jié)束"); }
感謝各位的閱讀,以上就是“C#線程池和文件下載服務(wù)器的方法是什么”的內(nèi)容了,經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后,相信大家對C#線程池和文件下載服務(wù)器的方法是什么這一問題有了更深刻的體會,具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是億速云,小編將為大家推送更多相關(guān)知識點(diǎn)的文章,歡迎關(guān)注!
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