我也想過跳過C#高級知識點概要直接講MVC，但經過前思后想，還是覺得有必要講的。我希望通過自己的經驗給大家一些指引，帶著大家一起走上ASP.NET MVC大牛之路，少走彎路。同時也希望能和大家一起交流，這樣也能發現我自己的不足，對我自己的幫助也是非常大的。

建議大家對C#撐握的不錯的時候，可以去看一些開源項目。走技術這條路，就要耐得住寂寞(群里雙休日說要讓群主找妹子進群的人必須反思)，練好內功。不撐握C#高級知識點，別想看懂優秀的開源項目，更別指望吸收其編程思想；你的水平，隨時可以被一個實習生代替！切記不能浮躁！

本文講線程和并發，這塊知識點太多太多了，不可能用一篇文章寫的面面具到(本身主題就是C#高級知識概要嘛)，我所了解的也有限。但對于Web開發，我想本文的知識點應該足夠，如果后面有遇到本文沒講的，后面再補充吧。

本文目錄：

• 線程的簡單使用
• 并發和異步的區別
• 并發控制 - 鎖
• 線程的信號機制
• 線程池中的線程
• 案例：支持并發的異步日志組件
• 結語

線程的簡單使用

常見的并發和異步大多是基于線程來實現的，所以本文先講線程的簡單使用方法。

使用線程，我們需要引用System.Threading命名空間。創建一個線程最簡單的方法就是在 new 一個 Thread，并傳遞一個ThreadStart委托(無參數)或ParameterizedThreadStart委托(帶參數)，如下：

class Program {static void Main(string[] args) {// 使用無參數委托ThreadStartThread t = new Thread(Go);t.Start();// 使用帶參數委托ParameterizedThreadStartThread t2 = new Thread(GoWithParam);t2.Start("Message from main.");t2.Join();// 等待線程t2完成。Console.WriteLine("Thread t2 has ended!");Console.ReadKey();}static void Go() {Console.WriteLine("Go!");}static void GoWithParam(object msg) {Console.WriteLine("Go With Param! Message: " + msg);Thread.Sleep(1000);// 模擬耗時操作} }

運行結果：

線程的用法，我們只需要了解這么多。下面我們再來通過一段代碼來講講并發和異步。

并發和異步的區別

關于并發和異步，我們先來寫一段代碼，模擬多個線程同時寫1000條日志：

class Program {static void Main(string[] args) {Thread t1 = new Thread(Working);t1.Name = "Thread1";Thread t2 = new Thread(Working);t2.Name = "Thread2";Thread t3 = new Thread(Working);t3.Name = "Thread3";// 依次啟動3個線程。t1.Start();t2.Start();t3.Start();Console.ReadKey();}// 每個線程都同時在工作static void Working() {// 模擬1000次寫日志操作for (int i = 0; i < 1000; i++) {// 異步寫文件Logger.Write(Thread.CurrentThread.Name + " writes a log: " + i + ", on " + DateTime.Now.ToString() + ".\n");}// 做一些其它的事件for (int i = 0; i < 1000; i++) { }} }

代碼很簡單，相信大家都能看得懂。Logger 大家可以把它看做是一個寫日志的組件，先不關心它的具體實現，只要知道它是一個提供了寫日志功能的組件就行。

那么，這段代碼跟并發和異步有什么關系呢？

我們先用一張圖來描述這段代碼：

觀察上圖，3個線程同時調用Logger寫日志，對于Logger來說，3個線程同時交給了它任務，這種情況就是并發。對于其中一個線程來說，它在工作過程中，在某個時間請求Logger幫它寫日志，同時又繼續在自己的其它工作，這種情況就是異步。

(經讀者反饋，為不“誤導”讀者(盡管我個人不覺得是誤導。之前我的定義和解釋不全面，沒有從操作系統和CPU層次去區分這兩個概念。我的文章不喜歡搬教科書，只是想用通俗易讀的白話讓大家理解)，為了知識的專業性和嚴謹，現已把我理解的對并發和異步的定義刪除，感謝園友們的熱心討論)。

接下來，我們繼續講幾個很有用的有關線程和并發的知識 - 鎖、信號機制和線程池。

并發控制 - 鎖

CLR 會為每個線程分配自己的內存堆空間，以使他們的本地變量保持分離互不干擾。

線程之間也可以共享通用的數據，比如同一對象的某個屬性或全局靜態變量。但線程間共享數據是存在安全問題的。舉個例子，下面的主線程和新線程共享了變量done，done用來標識某件事已經做過了(告訴其它線程不要再重復做了)：

class Program {static bool done;static void Main(string[] args) {new Thread(Go).Start(); // 在新的線程上調用GoGo(); // 在主線程上調用GoConsole.ReadKey();}static void Go() {if (!done) {Thread.Sleep(500); // 模擬耗時操作Console.WriteLine("Done"); done = true;}} }

輸出結果：

輸出了兩個“Done”，事件被做了兩次。由于沒有控制好并發，這就出現了線程的安全問題，無法保證數據的狀態。

要解決這個問題，就需要用到鎖(Lock，也叫排它鎖或互斥鎖)。使用lock語句，可以保證共享數據只能同時被一個線程訪問。lock的數據對象要求是不能null的引用類型的對象，所以lock的對象需保證不能為空。為此需要創建一個不為空的對象來使用鎖，修改一下上面的代碼如下：

class Program {static bool done;static object locker = new object(); // ！！static void Main(string[] args) {new Thread(Go).Start(); // 在新的線程上調用GoGo(); // 在主線程上調用GoConsole.ReadKey();}static void Go() {lock (locker) {if (!done) {Thread.Sleep(500); // Doing something.Console.WriteLine("Done");done = true;}}} }

再看結果：

使用鎖，我們解決了問題。但使用鎖也會有另外一個線程安全問題，那就是“死鎖”，死鎖的概率很小，但也要避免。保證“上鎖”這個操作在一個線程上執行是避免死鎖的方法之一，這種方法在下文案例中會用到。

這里我們就不去深入研究“死鎖”了，感興趣的朋友可以去查詢相關資料。

線程的信號機制

有時候你需要一個線程在接收到某個信號時，才開始執行，否則處于等待狀態，這是一種基于信號的事件機制。.NET框架提供一個ManualResetEvent類來處理這類事件，它的 WaiOne 實例方法可使當前線程一直處于等待狀態，直到接收到某個信號。它的Set方法用于打開發送信號。下面是一個信號機制的使用示例：

static void Main(string[] args) {var signal = new ManualResetEvent(false);new Thread(() => {Console.WriteLine("Waiting for signal...");signal.WaitOne();signal.Dispose();Console.WriteLine("Got signal!");}).Start();Thread.Sleep(2000);signal.Set();// 打開“信號”Console.ReadKey(); }

運行結果：

當執行Set方法后，信號保持打開狀態，可通過Reset方法將其關閉，若不再需要，通過Dispose將其釋放。如果預期的等待時間很短，可以用ManualResetEventSlim代替ManualResetEvent，前者在等待時間較短時性能更好。信號機制非常有用，后面的日志案例會用到它。

線程池中的線程

線程池中的線程是由CLR來管理的。在下面兩種條件下，線程池能起到最好的效用：

• 任務運行的時候比較短(<250ms)，這樣CLR可以充分調配現有的空閑線程來處理該任務；
• 大量時間處于等待(或阻塞)的任務不去支配線程池的線程。

要使用線程中的線程，主要有下面兩種方式：

// 方式1：Task.Run，.NET Framework 4.5 才有 Task.Run (() => Console.WriteLine ("Hello from the thread pool"));// 方式2：ThreadPool.QueueUserWorkItem ThreadPool.QueueUserWorkItem (t => Console.WriteLine ("Hello from the thread pool"));

線程池使得線程可以充分有效地被使用，減少了任務啟動的延遲。但是不是所有的情況都適合使用線程池中的線程，比如下面要講的日志案例 - 異步寫文件。

這里講線程池，是為了讓大家大致了解什么時候用線程池中的線程，什么時候不用。即，耗時長或有阻塞情況的不用線程池中的線程。

創建不走線程池中的線程，可以直接通過new Thread來創建，也可以通過下面的代碼來創建：

Task task = Task.Factory.StartNew (() => ...,TaskCreationOptions.LongRunning);// 注意必須帶TaskCreationOptions.LongRunning參數

這里用到了Task，大家不用關心它，后續博文會詳細講。

關于線程的知識很多，這里不再深入了，因為這些已經足夠讓我們應付Web開發了。

案例：支持并發的異步日志組件

上文的“并發和異步的區別”的代碼中我們用到了一個Logger類，現在我們就來做一個這樣的Logger。

基于上面的知識，我們可以實現應用程序的并發寫日志日志功能。在應用程序中，寫日志是常見的功能，簡單分析一下該功能的需求：

在后臺異步執行，和其它線程互不影響。
根據上文線程池的兩個最優使用條件，由寫日志線程會長時間處于阻塞(或運行等待)狀態，所以它不適合使用線程池。即不能使用Task.Run，而最好使用new Thread。

支持并發，即多個任務(分布在不同線程上)可同時調用寫日志功能，但需保證線程安全。
支持并發，必然要用到鎖，但要完全保證線程安全，那就要想辦法避免“死鎖”。只要我們把“上鎖”的操作始終由同一個線程來做即可避免“死鎖”問題，但這樣的話，并發請求的任務只能放在隊列中由該線程依次執行(因為是后臺執行，無需即時響應用戶，所以可以這么做)。

單個實例，單個線程。
任何地方調用寫日志功能都調用的是同一個Logger實例(顯然不能每次寫日志都新建一個實例)，即需使用單例模式。不管有多少任務調用寫日志功能，都必須始終使用同一個線程來處理這些寫日志操作，以保證不占用過多的線程資源和避免新建線程帶來的延遲。

運用上面的知識，我們來寫一個這樣的類。簡單理一下思路：

需要一個用來存放寫日志任務的隊列。

需要有一個信號機制來標識是否有新的任務要執行。

當有新的寫日志任務時，將該任務加入到隊列中，并發出信號。

用一個方法來處理隊列中的任務，當接收新任務信號時，就依次調用隊列中的任務。

開發一個功能前需要有個簡單的思路，保證心里面有底。具體開發的時候會發現問題，然后再去補充擴展和完善等。剛開始很難想得太周全，先有個簡單的思路，然后代碼寫起來！

下面是這樣一個Logger類初步實現：

public class Logger {// 用于存放寫日志任務的隊列private Queue<Action> _queue;// 用于寫日志的線程private Thread _loggingThread;// 用于通知是否有新日志要寫的“信號器”private ManualResetEvent _hasNew;// 構造函數，初始化。private Logger() {_queue = new Queue<Action>();_hasNew = new ManualResetEvent(false);_loggingThread = new Thread(Process);_loggingThread.IsBackground = true;_loggingThread.Start();}// 使用單例模式，保持一個Logger對象private static readonly Logger _logger = new Logger();private static Logger GetInstance() {/* 不安全代碼lock (locker) {if (_logger == null) {_logger = new Logger();}}*/return _logger;}// 處理隊列中的任務private void Process() {while (true) {// 等待接收信號，阻塞線程。_hasNew.WaitOne();// 接收到信號后，重置“信號器”，信號關閉。_hasNew.Reset(); // 由于隊列中的任務可能在極速地增加，這里等待是為了一次能處理更多的任務，減少對隊列的頻繁“進出”操作。Thread.Sleep(100);// 開始執行隊列中的任務。// 由于執行過程中還可能會有新的任務，所以不能直接對原來的 _queue 進行操作，// 先將_queue中的任務復制一份后將其清空，然后對這份拷貝進行操作。Queue<Action> queueCopy;lock (_queue) {queueCopy = new Queue<Action>(_queue);_queue.Clear();}foreach (var action in queueCopy) {action();}}}private void WriteLog(string content) {lock (_queue) { // todo: 這里存在線程安全問題，可能會發生阻塞。// 將任務加到隊列_queue.Enqueue(() => File.AppendAllText("log.txt", content));}// 打開“信號”_hasNew.Set();}// 公開一個Write方法供外部調用public static void Write(string content) {// WriteLog 方法只是向隊列中添加任務，執行時間極短，所以使用Task.Run。Task.Run(() => GetInstance().WriteLog(content));} }

類寫好了，用上文“并發和異步的區別”中的代碼測試一下這個Logger類，在我的電腦上運行的一次結果：

?共3000條日志，結果沒有問題。

上面的Logger類注釋寫得很詳細，我就不再解析了。

通過這個示例，目的是讓大家掌握線程和并發在開發中的基本應用和要注意的問題。

遺憾的是這個Logger類并不完美，而且存在線程安全問題(代碼中用紅色字體標出)，雖然實際環境概率很小。可能上面代碼多次運行都很難看到有異常發生(我多次運行未發生異常)，但同時再添加幾個線程可能就會有問題了。

那么，如何解決這個線程安全問題呢？

轉：https://blog.csdn.net/albert528108/article/details/52416809

總結

以上是生活随笔為你收集整理的ASP.NET MVC 线程和并发的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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