从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

时间:2022-04-30 02:18:44

记得很久以前的一个面试场景:

面试官:说说你对JavaScript闭包的理解吧?

我:嗯,平时都是前端工程师在写JS,我们一般只管写后端代码。

面试官:你是后端程序员啊,好吧,那问问你多线程编程的问题吧。

我:一般没用到多线程。

面试官:............................. (面试结束)

 

 好了,哈哈一笑后,我们来看看 Thread,ThreadPool,Task, async, await 的使用解读。

 

1.Thread

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读
        private static void Main(string[] args)
{
System.Console.WriteLine(
"主线程开始");
var thread = new Thread(new ThreadStart(ThreadTest));
thread.Start();

System.Console.WriteLine(
"主线程结束");
System.Console.ReadLine();
}

private static void ThreadTest()
{
System.Console.WriteLine(
"开始执行子线程.... ");
Thread.Sleep(
100);
}
从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

执行结果:

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读 

上面的代码,大家应该都很好理解,通过new Thread 来创建一个子线程,然后.Start() 开始执行。

我们F12 ThreadStart 看到 public delegate void ThreadStart();  是一个无参数无返回值的委托,那么,如果要在线程中执行一个有参数的方法怎么办了?

OK,我们看Thread的构造函数

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

ParameterizedThreadStart 是什么?按字面上意思就是带参数的ThreadStart,继续F12看看它

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

果然是可以带一个object的参数。

改造一下刚才的代码:

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读
        private static void Main(string[] args)
{
System.Console.WriteLine(
"主线程开始");
var thread = new Thread(new ParameterizedThreadStart(ThreadTest));
thread.Start(
10);

System.Console.WriteLine(
"主线程结束");
System.Console.ReadLine();
}

private static void ThreadTest(object p)
{
System.Console.WriteLine(
"开始执行子线程.... 参数:{0} ", p);
Thread.Sleep(
100);
}
从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

 

执行结果:

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

(当然还可以用ThreadStart(()=>{ }) 直接用lambda表达式的方式,这里就不写示例代码了 ) 

 

 看到上面的执行结果,子线程因为Thread.Sleep(100) ,所以每次都最后才打印出输出结果,那么你可能会疑问,如果我想等子线程执行完,我再执行主线程后面的代码,怎么办?

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读
        private static void Main(string[] args)
{
System.Console.WriteLine(
"主线程开始");
var thread = new Thread(new ParameterizedThreadStart(ThreadTest));
thread.Start(
10);

thread.Join();

System.Console.WriteLine(
"主线程结束");
System.Console.ReadLine();
}

private static void ThreadTest(object p)
{
System.Console.WriteLine(
"开始执行子线程.... 参数:{0} ", p);
Thread.Sleep(
100);
}
从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

注意看, 加了这句 thread.Join() ,管他什么意思,我们先看看执行结果吧!

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

OK,是不是明白Join()的意义了?

 

2.ThreadPool

 为什么有了Thread还要出现ThreadPool了?

 如果你的代码设计了大量使用Thread,那么有可能会超过系统最大的线程数导致崩溃,而且每次创建和销毁线程也是很耗资源,ThreadPool就可以帮你提高代码效率并管理你的线程。

 这不是重点,今天重点是学习它的基础使用方法。 

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读
        private static void Main(string[] args)
{
System.Console.WriteLine(
"主线程开始");
ThreadPool.QueueUserWorkItem(
new WaitCallback(ThreadTest), 1);

System.Console.WriteLine(
"主线程结束");
System.Console.ReadLine();
}

private static void ThreadTest(object p)
{
System.Console.WriteLine(
"开始执行子线程.... 参数:{0} ", p);
Thread.Sleep(
100);
}
从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

 先看看WaitCallback的定义

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

一个带参数的委托,这就要求它的委托方法必须带一个object的参数了。

ThreadPool静态类通过QueueUserWorkItem()方法将工作函数排入线程池,它不需要我们主动的.Start(),那么他能不能Join()了?

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

我们点一下就知道了,它既不要你手动Start也没有Join这样的方法。 

好了,简单学习Thread和ThreadPool后,发现他们构造函数中都是没有返回值的委托,如果我们要在主线程中获取子线程执行方法的返回值,怎么办? Task闪亮登场了!

 

3.Task

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读
        private static void Main(string[] args)
{
System.Console.WriteLine(
"主线程开始");

// new Task 创建方式-不带参数
//Task task = new Task(ThreadTest);
//task.Start();

// new Task 创建方式-带参数
//Task task=new Task(() => ThreadTest(10));

//Task.Factory 创建方式-不带参数
//Task task = Task.Factory.StartNew(ThreadTest);
//task.Start();

//Task.Factory 创建方式-带参数
//Task task = Task.Factory.StartNew(() => ThreadTest(10));
//task.Start();

Task task
= Task.Run(() => ThreadTest());
//Task task = Task.Run(() => ThreadTest(10));

System.Console.WriteLine(
"主线程结束");

System.Console.ReadLine();
}
 
从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

Task 的三种创建线程的方法,Task.Run() 不需要手动Start() 。其他两种方式是需要手动Start()。 他们没有Join()方法,取而代之的是Wait()

我们用Run()方法为例,看Task如何获取方法的返回值。 

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读
        private static void Main(string[] args)
{
System.Console.WriteLine(
"主线程开始");

Task
<int> task = Task.Run(() => ThreadTest(10));
var result = task.Result;

System.Console.WriteLine(
"主线程结束,result={0}", result);
System.Console.ReadLine();
}

private static int ThreadTest(int i)
{
Thread.Sleep(
100);
System.Console.WriteLine(
"子线程开始");
return i * 100;
}
从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

执行结果:

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

 通过task.Result 我们获取到了在子线程中ThreadTest方法的返回值。有没有注意,主线程是等子线程执行完之后才打印最后输出的! task.Result 除了拿到返回值外,是不是和Wait()类似?

看到这里,你肯定会想到,这样另起线程去跑耗时作业和我们平时普通写法有什么区别?效率上会高很多吗?我们来测试看看!

 

常规方法: 

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读
        private static void Main(string[] args)
{
DateTime dt1
= DateTime.Now;
int count = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
Thread.Sleep(
10);
count
+= i;
}
System.Console.WriteLine(
"执行完成,耗时=" + (DateTime.Now - dt1).TotalMilliseconds);
System.Console.ReadLine();
}
从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

 从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

Task方法:

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读
        private static void Main(string[] args)
{
DateTime dt1
= DateTime.Now;
Task
<int> task = Task.Run(() =>
{
int count = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
Thread.Sleep(
10);
count
+= i;
}
return count;
});

var result = task.Result;

System.Console.WriteLine(
"执行完成,耗时=" + (DateTime.Now - dt1).TotalMilliseconds);
System.Console.ReadLine();
}
从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

这就很尴尬了,用Task反而执行时间更长!!!  是不是我的打开方式不对?  

 

说了大半天,估计你最期待的async await 还没见身影! 先放下上面的疑问,喝口水,我们来看看今天的主角async  await! 

4.async  await

async是修饰一个异步方法的关键字。有两种返回类型(void 或者 Task<T>)

await必须是在async修饰的异步方法体内,await后面必须是一个异步方法或者Task。表示异步等待后面方法的结果。

1.返回void的使用方法

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读
        private static void Main(string[] args)
{
System.Console.WriteLine(
"主线程开始");

for (int i = 0; i < 10; i++)
{
ThreadTest(i);
}

System.Console.WriteLine(
"主线程执行完成");
System.Console.ReadLine();
}

private static async void ThreadTest(int i)
{
await Task.Run(() =>
{
Thread.Sleep(
10);
System.Console.WriteLine(
"子线程开始,i=" + i);
});
}
从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

执行结果

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

 2.返回Task<T>的使用方法

 

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读
        private static void Main(string[] args)
{
System.Console.WriteLine(
"主线程开始");

var result = ThreadTest().Result;

System.Console.WriteLine(
"主线程执行完成,result="+ result);
System.Console.ReadLine();
}

private static async Task<int> ThreadTest()
{
var count = 0;
await Task.Run(() =>
{
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
Thread.Sleep(
10);
count
+= i;
System.Console.WriteLine(
"count="+ count);
}
});
return count;
}
从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

返回的是Task<T>,那么像得到它的返回值,肯定也是通过.Result了,我们肯定有疑问了,这样和直接写Task有什么区别? 只是为了更加方便和美观吗?

接下来我们来测试下执行效率! 

从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读
        private static void Main(string[] args)
{
DateTime dt1
= DateTime.Now;
var t = ThreadTest();
System.Console.WriteLine(
"执行完成,耗时=" + (DateTime.Now - dt1).TotalMilliseconds + " count=" + t.Result);
System.Console.ReadLine();
}

private static async Task<int> ThreadTest()
{
var count = 0;
await Task.Run(() =>
{
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
Thread.Sleep(
10);
count
+= i;
}
});
return count;
}
从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

 

 从Thread,ThreadPool,Task, 到async await 的基本使用方法解读

 我的天,这效率 !!!!

 但有个问题一直没有想通, 如果这样写 (var result = ThreadTest().Result;) 那么耗时和之前的差不多, why? 召唤大神!!!! 跪求解释!