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引言
本文主要從線程的基礎用法，CLR線程池當中工作者線程與I/O線程的開發，並行操作PLINQ等多個方面介紹多線程的開發。
其中委託的BeginInvoke方法以及回調函數最爲常用。
而 I/O線程可能容易遭到大家的忽略，其實在開發多線程系統，更應該多留意I/O線程的操作。特別是在ASP.NET開發當中，可能更多人只會留意在客戶端使用Ajax或者在服務器端使用UpdatePanel。其實合理使用I/O線程在通訊項目或文件下載時，能儘可能地減少IIS的壓力。
並行編程是Framework4.0中極力推廣的異步操作方式，更值得更深入地學習。
希望本篇文章能對各位的學習研究有所幫助，當中有所錯漏的地方敬請點評。
目錄
1. 1 進程、應用程序域與線程的關係
進程（Process）是Windows系統中的一個基本概念，它包含着一個運行程序所需要的資源。進程之間是相對獨立的，一個進程無法訪問另一個進程的數據（除非利用分佈式計算方式），一個進程運行的失敗也不會影響其他進程的運行，Windows系統就是利用進程把工作劃分爲多個獨立的區域的。進程可以理解爲一個程序的基本邊界。
應用程序域（AppDomain）是一個程序運行的邏輯區域，它可以視爲一個輕量級的進程，.NET的程序集正是在應用程序域中運行的，一個進程可以包含有多個應用程序域，一個應用程序域也可以包含多個程序集。在一個應用程序域中包含了一個或多個上下文context，使用上下文CLR就能夠把某些特殊對象的狀態放置在不同容器當中。
線程（Thread）是進程中的基本執行單元，在進程入口執行的第一個線程被視爲這個進程的主線程。在.NET應用程序中，都是以Main()方法作爲入口的，當調用此方法時系統就會自動創建一個主線程。線程主要是由CPU寄存器、調用棧和線程本地存儲器（Thread Local Storage，TLS）組成的。CPU寄存器主要記錄當前所執行線程的狀態，調用棧主要用於維護線程所調用到的內存與數據，TLS主要用於存放線程的狀態信息。
進程、應用程序域、線程的關係如下圖，一個進程內可以包括多個應用程序域，也有包括多個線程，線程也可以穿梭於多個應用程序域當中。但在同一個時刻，線程只會處於一個應用程序域內。
由於本文是以介紹多線程技術爲主題，對進程、應用程序域的介紹就到此爲止。關於進程、線程、應用程序域的技術，在“C#綜合揭祕——細說進程線程與應用程序域”會有詳細介紹。
1. 2 多線程
在單CPU系統的一個單位時間（time slice）內，CPU只能運行單個線程，運行順序取決於線程的優先級別。如果在單位時間內線程未能完成執行，系統就會把線程的狀態信息保存到線程的本地存儲器（TLS） 中，以便下次執行時恢復執行。而多線程只是系統帶來的一個假像，它在多個單位時間內進行多個線程的切換。因爲切換頻密而且單位時間非常短暫，所以多線程可被視作同時運行。
適當使用多線程能提高系統的性能，比如：在系統請求大容量的數據時使用多線程，把數據輸出工作交給異步線程，使主線程保持其穩定性去處理其他問題。但需要注意一點，因爲CPU需要花費不少的時間在線程的切換上，所以過多地使用多線程反而會導致性能的下降。
2. 1 System.Threading.Thread類
System.Threading.Thread是用於控制線程的基礎類，通過Thread可以控制當前應用程序域中線程的創建、掛起、停止、銷燬。
它包括以下常用公共屬性：
| 屬性名稱 | 說明 |
| CurrentContext | 獲取線程正在其中執行的當前上下文。 |
| CurrentThread | 獲取當前正在運行的線程。 |
| ExecutionContext | 獲取一個 ExecutionContext 對象，該對象包含有關當前線程的各種上下文的信息。 |
| IsAlive | 獲取一個值，該值指示當前線程的執行狀態。 |
| IsBackground | 獲取或設置一個值，該值指示某個線程是否爲後臺線程。 |
| IsThreadPoolThread | 獲取一個值，該值指示線程是否屬於託管線程池。 |
| ManagedThreadId | 獲取當前託管線程的唯一標識符。 |
| Name | 獲取或設置線程的名稱。 |
| Priority | 獲取或設置一個值，該值指示線程的調度優先級。 |
| ThreadState | 獲取一個值，該值包含當前線程的狀態。 |
2. 1.1 線程的標識符
ManagedThreadId是確認線程的唯一標識符，程序在大部分情況下都是通過Thread.ManagedThreadId來辨別線程的。而Name是一個可變值，在默認時候，Name爲一個空值 Null，開發人員可以通過程序設置線程的名稱，但這只是一個輔助功能。
2. 1.2 線程的優先級別
.NET爲線程設置了Priority屬性來定義線程執行的優先級別，裏面包含5個選項，其中Normal是默認值。除非系統有特殊要求，否則不應該隨便設置線程的優先級別。
| 成員名稱 | 說明 |
| Lowest | 可以將 Thread 安排在具有任何其他優先級的線程之後。 |
| BelowNormal | 可以將 Thread 安排在具有 Normal 優先級的線程之後，在具有 Lowest 優先級的線程之前。 |
| Normal | 默認選擇。可以將 Thread 安排在具有 AboveNormal 優先級的線程之後，在具有 BelowNormal 優先級的線程之前。 |
| AboveNormal | 可以將 Thread 安排在具有 Highest 優先級的線程之後，在具有 Normal 優先級的線程之前。 |
| Highest | 可以將 Thread 安排在具有任何其他優先級的線程之前。 |
2. 1.3 線程的狀態
通過ThreadState可以檢測線程是處於Unstarted、Sleeping、Running 等等狀態，它比 IsAlive 屬性能提供更多的特定信息。
前面說過，一個應用程序域中可能包括多個上下文，而通過CurrentContext可以獲取線程當前的上下文。
CurrentThread是最常用的一個屬性，它是用於獲取當前運行的線程。
2. 1.4 System.Threading.Thread的方法
Thread 中包括了多個方法來控制線程的創建、掛起、停止、銷燬，以後來的例子中會經常使用。
| 方法名稱 | 說明 |
| Abort() | 終止本線程。 |
| GetDomain() | 返回當前線程正在其中運行的當前域。 |
| GetDomainId() | 返回當前線程正在其中運行的當前域Id。 |
| Interrrupt() | 中斷處於 WaitSleepJoin 線程狀態的線程。 |
| Join() | 已重載。 阻塞調用線程，直到某個線程終止時爲止。 |
| Resume() | 繼續運行已掛起的線程。 |
| Start() | 執行本線程。 |
| Suspend() | 掛起當前線程，如果當前線程已屬於掛起狀態則此不起作用 |
| Sleep() | 把正在運行的線程掛起一段時間。 |
2. 1.5 開發實例
以下這個例子，就是通過Thread顯示當前線程信息
static void Main(string[] args) { Thread thread = Thread.CurrentThread; thread.Name = "Main Thread"; string threadMessage = string.Format("Thread ID:{0}\n Current AppDomainId:{1}\n "+ "Current ContextId:{2}\n Thread Name:{3}\n "+ "Thread State:{4}\n Thread Priority:{5}\n", thread.ManagedThreadId, Thread.GetDomainID(), Thread.CurrentContext.ContextID, thread.Name, thread.ThreadState, thread.Priority); Console.WriteLine(threadMessage); Console.ReadKey(); }
運行結果
2. 2 System.Threading 命名空間
在System.Threading命名空間內提供多個方法來構建多線程應用程序，其中ThreadPool與Thread是多線程開發中最常用到的，在.NET中專門設定了一個CLR線程池專門用於管理線程的運行，這個CLR線程池正是通過ThreadPool類來管理。而Thread是管理線程的最直接方式，下面幾節將詳細介紹有關內容。
| 類 | 說明 |
| AutoResetEvent | 通知正在等待的線程已發生事件。無法繼承此類。 |
| ExecutionContext | 管理當前線程的執行上下文。無法繼承此類。 |
| Interlocked | 爲多個線程共享的變量提供原子操作。 |
| Monitor | 提供同步對對象的訪問的機制。 |
| Mutex | 一個同步基元，也可用於進程間同步。 |
| Thread | 創建並控制線程，設置其優先級並獲取其狀態。 |
| ThreadAbortException | 在對 Abort 方法進行調用時引發的異常。無法繼承此類。 |
| ThreadPool | 提供一個線程池，該線程池可用於發送工作項、處理異步 I/O、代表其他線程等待以及處理計時器。 |
| Timeout | 包含用於指定無限長的時間的常數。無法繼承此類。 |
| Timer | 提供以指定的時間間隔執行方法的機制。無法繼承此類。 |
| WaitHandle | 封裝等待對共享資源的獨佔訪問的操作系統特定的對象。 |
在System.Threading中的包含了下表中的多個常用委託，其中ThreadStart、ParameterizedThreadStart是最常用到的委託。
由ThreadStart生成的線程是最直接的方式，但由ThreadStart所生成並不受線程池管理。
而ParameterizedThreadStart是爲異步觸發帶參數的方法而設的，在下一節將爲大家逐一細說。
| 委託說明 | |
| ContextCallback | 表示要在新上下文中調用的方法。 |
| ParameterizedThreadStart | 表示在 Thread 上執行的方法。 |
| ThreadExceptionEventHandler | 表示將要處理 Application 的 ThreadException 事件的方法。 |
| ThreadStart | 表示在 Thread 上執行的方法。 |
| TimerCallback | 表示處理來自 Timer 的調用的方法。 |
| WaitCallback | 表示線程池線程要執行的回調方法。 |
| WaitOrTimerCallback | 表示當 WaitHandle 超時或終止時要調用的方法。 |
2. 3 線程的管理方式
通過ThreadStart來創建一個新線程是最直接的方法，但這樣創建出來的線程比較難管理，如果創建過多的線程反而會讓系統的性能下載。有見及此，.NET爲線程管理專門設置了一個CLR線程池，使用CLR線程池系統可以更合理地管理線程的使用。所有請求的服務都能運行於線程池中，當運行結束時線程便會迴歸到線程池。通過設置，能控制線程池的最大線程數量，在請求超出線程最大值時，線程池能按照操作的優先級別來執行，讓部分操作處於等待狀態，待有線程迴歸時再執行操作。
基礎知識就爲大家介紹到這裏，下面將詳細介紹多線程的開發。
3. 1 使用ThreadStart委託
這裏先以一個例子體現一下多線程帶來的好處，首先在Message類中建立一個方法ShowMessage()，裏面顯示了當前運行線程的Id，並使用Thread.Sleep（int ) 方法模擬部分工作。在main()中通過ThreadStart委託綁定Message對象的ShowMessage（）方法，然後通過Thread.Start（）執行異步方法。
public class Message { public void ShowMessage() { string message = string.Format("Async threadId is :{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Console.WriteLine(message); for (int n = 0; n < 10; n++) { Thread.Sleep(300); Console.WriteLine("The number is:" + n.ToString()); } } } class Program { static void Main(string[] args) { Console.WriteLine("Main threadId is:"+ Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Message message=new Message(); Thread thread = new Thread(new ThreadStart(message.ShowMessage)); thread.Start(); Console.WriteLine("Do something ..........!"); Console.WriteLine("Main thread working is complete!"); } }
請注意運行結果，在調用Thread.Start()方法後，系統以異步方式運行Message.ShowMessage()，而主線程的操作是繼續執行的，在Message.ShowMessage()完成前，主線程已完成所有的操作。
3. 2 使用ParameterizedThreadStart委託
ParameterizedThreadStart委託與ThreadStart委託非常相似，但ParameterizedThreadStart委託是面向帶參數方法的。注意ParameterizedThreadStart 對應方法的參數爲object，此參數可以爲一個值對象，也可以爲一個自定義對象。
public class Person { public string Name { get; set; } public int Age { get; set; } } public class Message { public void ShowMessage(object person) { if (person != null) { Person _person = (Person)person; string message = string.Format("\n{0}'s age is {1}!\nAsync threadId is:{2}", _person.Name,_person.Age,Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Console.WriteLine(message); } for (int n = 0; n < 10; n++) { Thread.Sleep(300); Console.WriteLine("The number is:" + n.ToString()); } } } class Program { static void Main(string[] args) { Console.WriteLine("Main threadId is:"+Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Message message=new Message(); //綁定帶參數的異步方法 Thread thread = new Thread(new ParameterizedThreadStart(message.ShowMessage)); Person person = new Person(); person.Name = "Jack"; person.Age = 21; thread.Start(person); //啓動異步線程 Console.WriteLine("Do something ..........!"); Console.WriteLine("Main thread working is complete!"); } }
運行結果：
3. 3 前臺線程與後臺線程
注意以上兩個例子都沒有使用Console.ReadKey（），但系統依然會等待異步線程完成後纔會結束。這是因爲使用Thread.Start()啓動的線程默認爲前臺線程，而系統必須等待所有前臺線程運行結束後，應用程序域纔會自動卸載。
在第二節曾經介紹過線程Thread有一個屬性IsBackground，通過把此屬性設置爲true，就可以把線程設置爲後臺線程！這時應用程序域將在主線程完成時就被卸載，而不會等待異步線程的運行。
3. 4 掛起線程
爲了等待其他後臺線程完成後再結束主線程，就可以使用Thread.Sleep()方法。
public class Message { public void ShowMessage() { string message = string.Format("\nAsync threadId is:{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Console.WriteLine(message); for (int n = 0; n < 10; n++) { Thread.Sleep(300); Console.WriteLine("The number is:" + n.ToString()); } } } class Program { static void Main(string[] args) { Console.WriteLine("Main threadId is:"+ Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Message message=new Message(); Thread thread = new Thread(new ThreadStart(message.ShowMessage)); thread.IsBackground = true; thread.Start(); Console.WriteLine("Do something ..........!"); Console.WriteLine("Main thread working is complete!"); Console.WriteLine("Main thread sleep!"); Thread.Sleep(5000); } }
運行結果如下，此時應用程序域將在主線程運行5秒後自動結束
但系統無法預知異步線程需要運行的時間，所以用通過Thread.Sleep（int）阻塞主線程並不是一個好的解決方法。有見及此，.NET專門爲等待異步線程完成開發了另一個方法thread.Join()。把上面例子中的最後一行Thread.Sleep（5000）修改爲 thread.Join() 就能保證主線程在異步線程thread運行結束後纔會終止。
3. 5 Suspend 與 Resume （慎用）
Thread.Suspend（）與 Thread.Resume（）是在Framework1.0 就已經存在的老方法了，它們分別可以掛起、恢復線程。但在Framework2.0中就已經明確排斥這兩個方法。這是因爲一旦某個線程佔用了已有的資源，再使用Suspend（）使線程長期處於掛起狀態，當在其他線程調用這些資源的時候就會引起死鎖！所以在沒有必要的情況下應該避免使用這兩個方法。
3. 6 終止線程
若想終止正在運行的線程，可以使用Abort（）方法。在使用Abort（）的時候，將引發一個特殊異常 ThreadAbortException 。
若想在線程終止前恢復線程的執行，可以在捕獲異常後 ，在catch（ThreadAbortException ex）{...} 中調用Thread.ResetAbort（）取消終止。
而使用Thread.Join（）可以保證應用程序域等待異步線程結束後才終止運行。
static void Main(string[] args) { Console.WriteLine("Main threadId is:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Thread thread = new Thread(new ThreadStart(AsyncThread)); thread.IsBackground = true; thread.Start(); thread.Join(); } //以異步方式調用 static void AsyncThread() { try { string message = string.Format("\nAsync threadId is:{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Console.WriteLine(message); for (int n = 0; n < 10; n++) { //當n等於4時，終止線程 if (n >= 4) { Thread.CurrentThread.Abort(n); } Thread.Sleep(300); Console.WriteLine("The number is:" + n.ToString()); } } catch (ThreadAbortException ex) { //輸出終止線程時n的值 if (ex.ExceptionState != null) Console.WriteLine(string.Format("Thread abort when the number is: {0}!", ex.ExceptionState.ToString())); //取消終止，繼續執行線程 Thread.ResetAbort(); Console.WriteLine("Thread ResetAbort!"); } //線程結束 Console.WriteLine("Thread Close!"); }
運行結果如下
4. 1 關於CLR線程池
使用ThreadStart與ParameterizedThreadStart建立新線程非常簡單，但通過此方法建立的線程難於管理，若建立過多的線程反而會影響系統的性能。
有見及此，.NET引入CLR線程池這個概念。CLR線程池並不會在CLR初始化的時候立刻建立線程，而是在應用程序要創建線程來執行任務時，線程池才初始化一個線程。線程的初始化與其他的線程一樣。在完成任務以後，該線程不會自行銷燬，而是以掛起的狀態返回到線程池。直到應用程序再次向線程池發出請求時，線程池裏掛起的線程就會再度激活執行任務。這樣既節省了建立線程所造成的性能損耗，也可以讓多個任務反覆重用同一線程，從而在應用程序生存期內節約大量開銷。
注意：通過CLR線程池所建立的線程總是默認爲後臺線程，優先級數爲ThreadPriority.Normal。
4. 2 工作者線程與I/O線程
CLR線程池分爲工作者線程（workerThreads）與I/O線程 (completionPortThreads) 兩種，工作者線程是主要用作管理CLR內部對象的運作，I/O（Input/Output) 線程顧名思義是用於與外部系統交換信息，IO線程的細節將在下一節詳細說明。
通過ThreadPool.GetMax（out int workerThreads,out int completionPortThreads )和 ThreadPool.SetMax( int workerThreads, int completionPortThreads)兩個方法可以分別讀取和設置CLR線程池中工作者線程與I/O線程的最大線程數。在Framework2.0中最大線程默認爲25*CPU數，在Framewok3.0、4.0中最大線程數默認爲250*CPU數，在近年 I3,I5,I7 CPU出現後，線程池的最大值一般默認爲1000、2000。
若想測試線程池中有多少的線程正在投入使用，可以通過ThreadPool.GetAvailableThreads( out int workerThreads,out int completionPortThreads ) 方法。
使用CLR線程池的工作者線程一般有兩種方式，一是直接通過 ThreadPool.QueueUserWorkItem() 方法，二是通過委託，下面將逐一細說。
4. 3 通過QueueUserWorkItem啓動工作者線程
ThreadPool線程池中包含有兩個靜態方法可以直接啓動工作者線程：
一爲 ThreadPool.QueueUserWorkItem(WaitCallback)
二爲 ThreadPool.QueueUserWorkItem(WaitCallback,Object)
先把WaitCallback委託指向一個帶有Object參數的無返回值方法，再使用 ThreadPool.QueueUserWorkItem(WaitCallback) 就可以異步啓動此方法，此時異步方法的參數被視爲null 。
class Program { static void Main(string[] args) { //把CLR線程池的最大值設置爲1000 ThreadPool.SetMaxThreads(1000, 1000); //顯示主線程啓動時線程池信息 ThreadMessage("Start"); //啓動工作者線程 ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(AsyncCallback)); Console.ReadKey(); } static void AsyncCallback(object state) { Thread.Sleep(200); ThreadMessage("AsyncCallback"); Console.WriteLine("Async thread do work!"); } //顯示線程現狀 static void ThreadMessage(string data) { string message = string.Format("{0}\n CurrentThreadId is {1}", data, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Console.WriteLine(message); } }
運行結果
使用 ThreadPool.QueueUserWorkItem(WaitCallback,Object) 方法可以把object對象作爲參數傳送到回調函數中。
下面例子中就是把一個string對象作爲參數發送到回調函數當中。
class Program { static void Main(string[] args) { //把線程池的最大值設置爲1000 ThreadPool.SetMaxThreads(1000, 1000); ThreadMessage("Start"); ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(AsyncCallback),"Hello Elva"); Console.ReadKey(); } static void AsyncCallback(object state) { Thread.Sleep(200); ThreadMessage("AsyncCallback"); string data = (string)state; Console.WriteLine("Async thread do work!\n"+data); } //顯示線程現狀 static void ThreadMessage(string data) { string message = string.Format("{0}\n CurrentThreadId is {1}", data, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Console.WriteLine(message); } }
運行結果
通過ThreadPool.QueueUserWorkItem啓動工作者線程雖然是方便，但WaitCallback委託指向的必須是一個帶有Object參數的無返回值方法，這無疑是一種限制。若方法需要有返回值，或者帶有多個參數，這將多費周折。有見及此，.NET提供了另一種方式去建立工作者線程，那就是委託。
4. 4 委託類
使用CLR線程池中的工作者線程，最靈活最常用的方式就是使用委託的異步方法，在此先簡單介紹一下委託類。
當定義委託後，.NET就會自動創建一個代表該委託的類，下面可以用反射方式顯示委託類的方法成員（對反射有興趣的朋友可以先參考一下“.NET基礎篇——反射的奧妙”）
class Program { delegate void MyDelegate(); static void Main(string[] args) { MyDelegate delegate1 = new MyDelegate(AsyncThread); //顯示委託類的幾個方法成員 var methods=delegate1.GetType().GetMethods(); if (methods != null) foreach (MethodInfo info in methods) Console.WriteLine(info.Name); Console.ReadKey(); } }
委託類包括以下幾個重要方法
public class MyDelegate:MulticastDelegate { public MyDelegate(object target, int methodPtr); //調用委託方法 public virtual void Invoke(); //異步委託 public virtual IAsyncResult BeginInvoke(AsyncCallback callback,object state); public virtual void EndInvoke(IAsyncResult result); }
當調用Invoke（）方法時，對應此委託的所有方法都會被執行。而BeginInvoke與EndInvoke則支持委託方法的異步調用，由BeginInvoke啓動的線程都屬於CLR線程池中的工作者線程，在下面將詳細說明。
4. 5 利用BeginInvoke與EndInvoke完成異步委託方法
首先建立一個委託對象，通過IAsyncResult BeginInvoke(string name,AsyncCallback callback,object state) 異步調用委託方法，BeginInvoke 方法除最後的兩個參數外，其它參數都是與方法參數相對應的。通過 BeginInvoke 方法將返回一個實現了 System.IAsyncResult 接口的對象，之後就可以利用EndInvoke（IAsyncResult ) 方法就可以結束異步操作，獲取委託的運行結果。
class Program { delegate string MyDelegate(string name); static void Main(string[] args) { ThreadMessage("Main Thread"); //建立委託 MyDelegate myDelegate = new MyDelegate(Hello); //異步調用委託，獲取計算結果 IAsyncResult result=myDelegate.BeginInvoke("Leslie", null, null); //完成主線程其他工作 ............. //等待異步方法完成，調用EndInvoke(IAsyncResult)獲取運行結果 string data=myDelegate.EndInvoke(result); Console.WriteLine(data); Console.ReadKey(); } static string Hello(string name) { ThreadMessage("Async Thread"); Thread.Sleep(2000); //虛擬異步工作 return "Hello " + name; } //顯示當前線程 static void ThreadMessage(string data) { string message = string.Format("{0}\n ThreadId is:{1}", data,Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Console.WriteLine(message); } }
運行結果
4. 6 善用IAsyncResult
在以上例子中可以看見，如果在使用myDelegate.BeginInvoke後立即調用myDelegate.EndInvoke，那在異步線程未完成工作以前主線程將處於阻塞狀態，等到異步線程結束獲取計算結果後，主線程才能繼續工作，這明顯無法展示出多線程的優勢。此時可以好好利用IAsyncResult 提高主線程的工作性能，IAsyncResult有以下成員：
public interface IAsyncResult { object AsyncState {get;} //獲取用戶定義的對象，它限定或包含關於異步操作的信息。 WailHandle AsyncWaitHandle {get;} //獲取用於等待異步操作完成的 WaitHandle。 bool CompletedSynchronously {get;} //獲取異步操作是否同步完成的指示。 bool IsCompleted {get;} //獲取異步操作是否已完成的指示。 }
通過輪詢方式，使用IsCompleted屬性判斷異步操作是否完成，這樣在異步操作未完成前就可以讓主線程執行另外的工作。
class Program { delegate string MyDelegate(string name); static void Main(string[] args) { ThreadMessage("Main Thread"); //建立委託 MyDelegate myDelegate = new MyDelegate(Hello); //異步調用委託，獲取計算結果 IAsyncResult result=myDelegate.BeginInvoke("Leslie", null, null); //在異步線程未完成前執行其他工作 while (!result.IsCompleted) { Thread.Sleep(200); //虛擬操作 Console.WriteLine("Main thead do work!"); } string data=myDelegate.EndInvoke(result); Console.WriteLine(data); Console.ReadKey(); } static string Hello(string name) { ThreadMessage("Async Thread"); Thread.Sleep(2000); return "Hello " + name; } static void ThreadMessage(string data) { string message = string.Format("{0}\n ThreadId is:{1}", data,Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Console.WriteLine(message); } }
運行結果：
除此以外，也可以使用WailHandle完成同樣的工作，WaitHandle裏面包含有一個方法WaitOne（int timeout），它可以判斷委託是否完成工作，在工作未完成前主線程可以繼續其他工作。運行下面代碼可得到與使用 IAsyncResult.IsCompleted 同樣的結果，而且更簡單方便 。
namespace Test { class Program { delegate string MyDelegate(string name); static void Main(string[] args) { ThreadMessage("Main Thread"); //建立委託 MyDelegate myDelegate = new MyDelegate(Hello); //異步調用委託，獲取計算結果 IAsyncResult result=myDelegate.BeginInvoke("Leslie", null, null); while (!result.AsyncWaitHandle.WaitOne(200)) { Console.WriteLine("Main thead do work!"); } string data=myDelegate.EndInvoke(result); Console.WriteLine(data); Console.ReadKey(); } static string Hello(string name) { ThreadMessage("Async Thread"); Thread.Sleep(2000); return "Hello " + name; } static void ThreadMessage(string data) { string message = string.Format("{0}\n ThreadId is:{1}", data,Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Console.WriteLine(message); } }
當要監視多個運行對象的時候，使用IAsyncResult.WaitHandle.WaitOne可就派不上用場了。
幸好.NET爲WaitHandle準備了另外兩個靜態方法：WaitAny（waitHandle[], int）與WaitAll (waitHandle[] ， int)。
其中WaitAll在等待所有waitHandle完成後再返回一個bool值。
而WaitAny是等待其中一個waitHandle完成後就返回一個int，這個int是代表已完成waitHandle在waitHandle[]中的數組索引。
下面就是使用WaitAll的例子，運行結果與使用 IAsyncResult.IsCompleted 相同。
class Program { delegate string MyDelegate(string name); static void Main(string[] args) { ThreadMessage("Main Thread"); //建立委託 MyDelegate myDelegate = new MyDelegate(Hello); //異步調用委託，獲取計算結果 IAsyncResult result=myDelegate.BeginInvoke("Leslie", null, null); //此處可加入多個檢測對象 WaitHandle[] waitHandleList = new WaitHandle[] { result.AsyncWaitHandle,........ }; while (!WaitHandle.WaitAll(waitHandleList,200)) { Console.WriteLine("Main thead do work!"); } string data=myDelegate.EndInvoke(result); Console.WriteLine(data); Console.ReadKey(); } static string Hello(string name) { ThreadMessage("Async Thread"); Thread.Sleep(2000); return "Hello " + name; } static void ThreadMessage(string data) { string message = string.Format("{0}\n ThreadId is:{1}", data,Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Console.WriteLine(message); } }
4. 7 回調函數
使用輪詢方式來檢測異步方法的狀態非常麻煩，而且效率不高，有見及此，.NET爲 IAsyncResult BeginInvoke（AsyncCallback ， object）準備了一個回調函數。使用 AsyncCallback 就可以綁定一個方法作爲回調函數，回調函數必須是帶參數 IAsyncResult 且無返回值的方法： void AsycnCallbackMethod(IAsyncResult result) 。在BeginInvoke方法完成後，系統就會調用AsyncCallback所綁定的回調函數，最後回調函數中調用 XXX EndInvoke（IAsyncResult result) 就可以結束異步方法，它的返回值類型與委託的返回值一致。
class Program { delegate string MyDelegate(string name); static void Main(string[] args) { ThreadMessage("Main Thread"); //建立委託 MyDelegate myDelegate = new MyDelegate(Hello); //異步調用委託，獲取計算結果 myDelegate.BeginInvoke("Leslie", new AsyncCallback(Completed), null); //在啓動異步線程後，主線程可以繼續工作而不需要等待 for (int n = 0; n < 6; n++) Console.WriteLine(" Main thread do work!"); Console.WriteLine(""); Console.ReadKey(); } static string Hello(string name) { ThreadMessage("Async Thread"); Thread.Sleep(2000); \\模擬異步操作 return "\nHello " + name; } static void Completed(IAsyncResult result) { ThreadMessage("Async Completed"); //獲取委託對象，調用EndInvoke方法獲取運行結果 AsyncResult _result = (AsyncResult)result; MyDelegate myDelegate = (MyDelegate)_result.AsyncDelegate; string data = myDelegate.EndInvoke(_result); Console.WriteLine(data); } static void ThreadMessage(string data) { string message = string.Format("{0}\n ThreadId is:{1}", data, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Console.WriteLine(message); } }
可以看到，主線在調用BeginInvoke方法可以繼續執行其他命令，而無需再等待了，這無疑比使用輪詢方式判斷異步方法是否完成更有優勢。
在異步方法執行完成後將會調用AsyncCallback所綁定的回調函數，注意一點，回調函數依然是在異步線程中執行，這樣就不會影響主線程的運行，這也使用回調函數最值得青昧的地方。
在回調函數中有一個既定的參數IAsyncResult,把IAsyncResult強制轉換爲AsyncResult後，就可以通過 AsyncResult.AsyncDelegate 獲取原委託，再使用EndInvoke方法獲取計算結果。
運行結果如下：
如果想爲回調函數傳送一些外部信息，就可以利用BeginInvoke(AsyncCallback,object)的最後一個參數object,它允許外部向回調函數輸入任何類型的參數。只需要在回調函數中利用 AsyncResult.AsyncState 就可以獲取object對象。
class Program { public class Person { public string Name; public int Age; } delegate string MyDelegate(string name); static void Main(string[] args) { ThreadMessage("Main Thread"); //建立委託 MyDelegate myDelegate = new MyDelegate(Hello); //建立Person對象 Person person = new Person(); person.Name = "Elva"; person.Age = 27; //異步調用委託，輸入參數對象person, 獲取計算結果 myDelegate.BeginInvoke("Leslie", new AsyncCallback(Completed), person); //在啓動異步線程後，主線程可以繼續工作而不需要等待 for (int n = 0; n < 6; n++) Console.WriteLine(" Main thread do work!"); Console.WriteLine(""); Console.ReadKey(); } static string Hello(string name) { ThreadMessage("Async Thread"); Thread.Sleep(2000); return "\nHello " + name; } static void Completed(IAsyncResult result) { ThreadMessage("Async Completed"); //獲取委託對象，調用EndInvoke方法獲取運行結果 AsyncResult _result = (AsyncResult)result; MyDelegate myDelegate = (MyDelegate)_result.AsyncDelegate; string data = myDelegate.EndInvoke(_result); //獲取Person對象 Person person = (Person)result.AsyncState; string message = person.Name + "'s age is " + person.Age.ToString(); Console.WriteLine(data+"\n"+message); } static void ThreadMessage(string data) { string message = string.Format("{0}\n ThreadId is:{1}", data, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Console.WriteLine(message); } }
運行結果:
