C# 线程 线程池 Task的使用介绍

从 .NET Framework 4.5 开始,任何使用 async/await 进行修饰的方法,都会被认为是一个异步方法;实际上,这些异步方法都是基于队列的线程任务,从你开始使用 Task 去运行一段代码的时候,实际上就相当于开启了一个线程,默认情况下,这个线程数由线程池 ThreadPool 进行管理的。

线程:

Thread,由CLR提供,可以提供细粒度的线程控制,但是在返回值、多个线程并行/串行时候显得功能不足,需要进一步封装才行,而且线程的开启、停止都需要时间开销,乱用的话还造成浪费。.

线程池:

ThreadPool,由CLR提供,提供粗粒度的线程控制,主要用来执行短时间内执行的代码片段,一个进程有一个线程池,由CLR统一调度。它对线程的控制力较少,而且在返回值、多个线程并行/串行时候显也是功能不足。

任务:

Task,对ThreadPool和Thread的包装,可以根据任务时间长短选择使用线程池还是新的线程,通过进一步扩展,增加了返回值、多个线程并行/串行等功能。它的核心是一个调度器,默认是ThreadPoolTaskScheduler。Task使用的是异步操作一个线程池线程Task和thread很大的一个区别就是,在task中如果有一个阻塞的话,整个task就会被阻塞住,当前的线程ID不会改变,在thread中如果有一个阻塞的话,会去执行另外的thread,然后回来执行原来的那个thread,线程ID会改变为其他的ID。

ThreadPool是Thread基础上的一个线程池,目的是减少频繁创建线程的开销。线程很贵,要开新的stack,要增加CPU上下文切换,所以ThreadPool适合频繁、短期执行的小操作。调度算法是自适应的,会根据程序执行的模式调整配置,通常不需要自己调度线程。另外分为Worker和IO两个池。IO线程对应Native的overlapped io,Win下利用IO完成端口实现非阻塞IO。

Task或者说TPL是一个更上层的封装,NB之处在于continuation。continuation的意义在于:高性能的程序通常都是跑在IO边界或者UI事件的边界上的,TPL的continuation可以更方便的写这种高scalability的代码。Task会根据一些flag,比如是不是long-running来决定底层用Thread还是ThreadPool,另外也做了些细节优化,比如同一个线程跑好几个Task,比如continuation时根据情况让CPU空转几毫秒来等待前置Task结束,都是为了减少CPU上下文切换。

结论:

能用Task就用Task,底下都是用的Thread或者ThreadPool。但是要注意细节,比如告诉Task是不是long-running;比如尽量别Wait;再比如IO之后的continuation要尽快结束然后把线程还回去,有事开个Worker做,要不然会影响后面的IO,等等。