线程也疯狂计算限制的异步操作

前言

异步的限制操作主要作用于其他执行线程，例如规则检查、音频或视频数据转码以及生成图形略缩图，在金融和建筑工程应用程序中，计算限制的操作也是十分普遍的。

CLR线程池

线程池是你的应用程序能使用的线程的一个集合，每个线程池都是由CLR控制的所有AppDomain共享，如果一个进程加载了多个CLR，那么每个CLR都有它自己的线程池，CLR初始化时，线程池中本来没有线程，线程池的内部维护了一个队列请求，应用程序执行一个异步时，就调用某个方法，将一个记录项追加到线程池的队列中，线程池的代码从这个队列中提取记录项，将这个记录项派发给一个线程池线程，如果线程池中没有线程就创建新的线程，当任务执行后，线程并不会销毁，返回线程池，进入空闲状态，等待响应另一个请求，不再消耗额外的性能。

但是当一个线程闲着没事儿一段时间后，线程会自动释放资源，使用线程池的目的就是不用担心线程创建和销毁带来的性能损失。

简单的计算限制操作

ThreadPool类定义的一个方法：

static Boolean QueueUserWorkItem(WaitCallback callBack,object obj);

方法说明：向线程池中添加一个工作项以及可选的状态数据，然后执行此工作项，可向方法传递一个obj参数

代码演示

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("程序开始执行");
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(ComputerSort, 6);
            Console.WriteLine("模拟其他操作执行5s");
            Thread.Sleep(5000);
            Console.WriteLine("点击Enter退出程序");
            Console.ReadLine();
        }

        private static void ComputerSort(object obj)
        {
            Console.WriteLine("线程池开始执行 参数={0}",obj.ToString());
        }
    }

显示结果

我们发现输出的执行顺序会发生变化，是因为两个方法相互之间在异步上运行的，Windwos调度器决定具体先调度那个线程，如果是多核CPU可能同时调度它们。

执行上下文

每个线程都关联两个一个执行上下文数据结构，执行上下文包括：安全设置（压缩栈、Principal属性、Windows身份）、宿主设置以及逻辑调用上下文数据。

理想情况下，每当一个线程使用另一个线程（辅助线程）执行任务时，前者的执行上下文应该流向后者，确保辅助线程执行的操作都是使用的相同安全设置和宿主设置。

通过阻止执行上下文流动可以提升应用程序的性能，尤其是服务器应用性能提高显著，客户端的效果一般。

事例代码：

 static void Main(string[] args)
        {

            //将数据放入Main线程的逻辑上下文中
            CallContext.LogicalSetData("Name","Tom");

            ThreadPool.QueueUserWorkItem(p =>
            {
                Console.WriteLine("Name = {0}",CallContext.LogicalGetData("Name"));
            });

            ExecutionContext.SuppressFlow();

            ThreadPool.QueueUserWorkItem(p =>
            {
                Console.WriteLine("Name = {0}", CallContext.LogicalGetData("Name"));
            });

            ExecutionContext.RestoreFlow();

            ThreadPool.QueueUserWorkItem(p =>
            {
                Console.WriteLine("Name = {0}", CallContext.LogicalGetData("Name"));
            });

            Console.ReadLine();

        }

协作式取消和超时

对于长时间运行的计算限制操作，支持取消是一个必要的操作，.Net提供了标准的取消操作模式，无论执行操作的代码，还是试图取消操作的代码，都必须使用下面介绍的类型。

System.Threading.CancellationTokenSource------->这个对象包含了管理取消有关的所有状态，可以从它的Token属性获得一个或者多个CancellationToken实例，

 static void Main(string[] args)
        {
            CancellationTokenSource  cts = new CancellationTokenSource();

            ThreadPool.QueueUserWorkItem(state => Count(cts.Token, 100));

            Console.WriteLine("输入Enter停止计算");

            Console.ReadLine();

            cts.Cancel();

            Console.ReadLine();
        }

        private static void Count(CancellationToken token,int count)
        {
            for (int i = 0; i <=count; i++)
            {
                if (token.IsCancellationRequested)
                {
                    Console.WriteLine("接收到取消信号");
                    break;
                }
                Console.WriteLine("i = {0}",i);
                Thread.Sleep(1000);
            }
        }

如果愿意可调用CancellationTokenSource的Register方法登记一个或者多个在取消一个CancellationTokenSource时调用的方法，要向方法传递一个Action<object>委托，一个要通过委托方法传给回调，以及一个Boolean值，该值指明是否要使用调用线程的SynchroinzationContent来调用委托。

 cts.Token.Register(() =>
            {
                Console.WriteLine("接收到取消信号后，开始调用回调函数");
            });

 在很多情况下，我们需要在过一段时间之后才取消操作，例如服务器应用程序可能会根据客户端的请求进行计算，但必须在两秒内响应，无论是否完成必须结束此次会话。在.NET 4.5中，CacncellationTokenSource提送了一个CancelAfter的方法

 public void CancelAfter(int millisecondsDelay)

本章节的内容就讲解到这里，下节我们将会继续 线程也疯狂-----异步编程。