2. 线程异步与线程同步

3.创建多线程应用程序

3.1通过System.Threading命名空间的类构建

3.1.1异步调用线程

3.1.2并发问题

3.1.3线程同步

3.2通过委托构建多线程应用程序

3.2.1线程异步

3.2.2线程同步

3.3BackgroundWorker组件

4.总结

引言

 随着双核、四核等多核处理器的推广，多核处理器或超线程单核处理器的计算机已很常见，，基于多核处理的编程技术也开始受到程序员们普遍关注。这其中一个重要的方面就是构建多线程应用程序（因为不使用多线程的话，开发人员就不能充分发挥多核计算机的强大性能）。

 本文针对的是构建基于单核计算机的多线程应用程序，目的在于介绍多线程相关的基本概念、内涵，以及如何通过System.Threading命名空间的类、委托和BackgroundWorker组件等三种手段构建多线程应用程序。

 本文如果能为刚接触多线程的朋友起到抛砖引玉的作用也就心满意足了。当然，本人才疏学浅，文中难免会有不足或错误的地方，恳请各位朋友多多指点。

1.理解多线程

 我们通常理解的应用程序就是一个*.exe文件，当运行*.exe应用程序以后，系统会在内存中为该程序分配一定的空间，同时加载一些该程序所需的资源。其实这就可以称为创建了一个进程，可以通过Windows任务管理器查看这个进程的相关信息，如映像名称、用户名、内存使用、PID（唯一的进程标示）等，如图下所示。

而线程则只是进程中的一个基本执行单元。一个应用程序往往只有一个程序入口，如：

[STAThread] static void Main() //应用程序主入口点 { Application.EnableVisualStyles(); Application.SetCompatibleTextRenderingDefault(false); Application.Run(new MainForm()); }

进程会包含一个进入此入口的线程，我们称之为主线程。其中，特性 [STAThread] 指示应用程序的默认线程模型是单线程单元（相关信息可参考(VS.71).aspx）。只包含一个主线程的进程是线程安全的，相当于程序仅有一条工作线，只有完成了前面的任务才能执行排在后面的任务。

 然当在程序处理一个很耗时的任务，如输出一个大的文件或远程访问数据库等，此时的窗体界面程序对用户而言基本像是没反应一样，菜单、按钮等都用不了。因为窗体上控件的响应事件也是需要主线程来执行的，而主线程正忙着干其他的事，控件响应事件就只能排队等着主线程忙完了再执行。

 为了克服单线程的这个缺陷，Win32 API可以让主线程再创建其他的次线程，但不论是主线程还是次线程都是进程中独立的执行单元，可以同时访问共享的数据，这样就有了多线程这个概念。

 相信到这，应该对多线程有个比较感性的认识了。但笔者在这要提醒一下，基于单核计算机的多线程其实只是操作系统施展的一个障眼法而已（但这不会干扰我们理解构建多线程应用程序的思路），他并不能缩短完成所有任务的时间，有时反而还会因为使用过多的线程而降低性能、延长时间。之所以这样，是因为对于单CPU而言，在一个单位时间（也称时间片）内，只能执行一个线程，即只能干一件事。当一个线程的时间片用完时，系统会将该线程挂起，下一个时间内再执行另一个线程，如此，CPU以时间片为间隔在多个线程之间交替执行运算（其实这里还与每个线程的优先级有关，级别高的会优先处理）。由于交替时间间隔很短，所以造成了各个线程都在“同时”工作的假象；而如果线程数目过多，由于系统挂起线程时要记录线程当前的状态数据等，这样又势必会降低程序的整体性能。但对于这些，多核计算机就能从本质上（真正的同时工作）提高程序的执行效率。
2. 线程异步与线程同步

 从线程执行任务的方式上可以分为线程同步和线程异步。而为了方便理解，后面描述中用“同步线程”指代与线程同步相关的线程，同样，用“异步线程”表示与线程异步相关的线程。

 线程异步就是解决类似前面提到的执行耗时任务时界面控件不能使用的问题。如创建一个次线程去专门执行耗时的任务，而其他如界面控件响应这样的任务交给另一个线程执行（往往由主线程执行）。这样，两个线程之间通过线程调度器短时间（时间片）内的切换，就模拟出多个任务“同时”被执行的效果。