异步多线程（一）

进程

计算机概念，程序在服务器运行时占据全部计算机资源总和，虚拟的。包含CPU、内存、网络、硬盘

MSDN:

当一个程序开始运行时，它就是一个进程，进程包括运行中的程序和程序所使用到的内存和系统资源。

而一个进程又是由多个线程所组成的。

线程

计算机概念，进程在响应操作时最小单位，也包含CPU、内存、网络、硬盘

MSDN:

线程是程序中的一个执行流，每个线程都有自己的专有寄存器(栈指针、程序计数器等)，但代码区是共享的，即不同的线程可以执行同样的函数。

多线程

计算机概念，一个进程有多个线程同时运行。

MSDN:

多线程是指程序中包含多个执行流，即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务，也就是说允许单个程序创建多个并行执行的线程来完成各自的任务。

为什么可以多线程

多个CPU的核可以并行工作，

4核8线程，这里的线程指的是模拟核

CPU分片

1s的处理能力分成1000份，操作系统调度着去响应不同的任务

从宏观角度来说，就是多个任务在并发执行

从微观角度来说，一个物理cpu同一时刻只能为一个任务服务

并行:多核之间叫并行

并发：CPU分片的并发

多线程其实是资源换性能，1 资源不是无限的 2 资源调度损耗

多线程的好处：

可以提高CPU的利用率。在多线程程序中，一个线程必须等待的时候，CPU可以运行其它的线程而不是等待，这样就大大提高了程序的效率。

多线程的不利之处：

线程也是程序，所以线程需要占用内存，线程越多占用内存也越多；多线程需要协调和管理，所以需要CPU时间跟踪线程；

线程之间对共享资源的访问会相互影响，必须解决竞用共享资源的问题；线程太多会导致控制太复杂，最终可能造成很多Bug；

同步与异步

同步：

发起调用，完成后才继续下一行；非常符合开发思维，有序执行；

异步：

发起调用，不等待完成，直接进入下一行，启动一个新线程来完成方法的计算

同步方法有序进行，异步多线程无序
启动无序：线程资源是向操作系统申请的，由操作系统的调度策略决定，所以启动顺序随机。同一个任务同一个线程，执行时间也不确定，CPU分片
以上相加，结束也无序

同步方法慢，异步多线程方法快

　　同步：只有一个线程计算异步：因为多个线程并发计算

同步方法卡界面，异步多线程方法不卡界面

　　同步方法：主线程(UI线程)忙于计算，无暇他顾
　　异步多线程方法：异步多线程方法不卡界面：主线程闲置，计算任务交给子线程完成

同步代码示例：

        /// <summary>
        /// 同步方法
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {

            Console.WriteLine($"button1_Click*****Start{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString()}");
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                string name = string.Format($"button1_Click{i}");
                this.DoSomethingLong(name);
            }

            Console.WriteLine($"button1_Click*****End{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId} {DateTime.Now.ToString()}");
        }

程序执行完成，我们可以清晰的看到，同步方法是有序的执行

异步代码示例：

        /// <summary>
        /// 异步多线程
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void button2_Click_1(object sender, EventArgs e)
        {
            Console.WriteLine($"****************button2_Click Start " +
                $"{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} " +
                $"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");

            Action<string> action = this.DoSomethingLong;
         
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                string name = string.Format($"button2_Click_1{i}");
                action.BeginInvoke("button2_Click", null, null);//委托异步多线程调用

            }

            Console.WriteLine($"****************button2_Click End " +
                $"{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} " +
                $"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");

        }

程序运行之后，我们会发现运行的结果是无序的

回调

将后续动作通过回调参数传递进去，子线程完成计算后，去调用这个回调委托。

代码示例：

        /// <summary>
        /// 异步多线程回调、等待
        /// Action
        /// Func
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            #region  回调
            {
                Action<string> action = this.DoSomethingLong;
                IAsyncResult asyncResult = null;//是对异步调用操作的描述
                AsyncCallback callback = mm =>
                {//这里是一个委托

                    Console.WriteLine($"{object.ReferenceEquals(mm, asyncResult)}");
                    Console.WriteLine($"button3_Click计算成功了。{mm.AsyncState}。{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}");

                };

                //回调

                action.BeginInvoke("button3_Click", callback, "嘿嘿");//先执行action然后回调 callback委托
            }
            #endregion


        }

异步等待的三种方式：

IsComplate等待

通过IsComplate等待，主线程在等待，边等待边提示

            #region IsComplate等待
            {
                Action<string> action = this.DoSomethingLong;
                IAsyncResult asyncResult = null;//是对异步调用操作的描述
                AsyncCallback callback = mm =>
                {
                    Console.WriteLine($"{object.ReferenceEquals(mm, asyncResult)}");
                    Console.WriteLine($"button3_Click计算成功了。{mm.AsyncState}。{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}");
                };
                //回调
                asyncResult= action.BeginInvoke("button3_Click", callback, "嘿嘿");//先执行action然后回调 callback委托
                int i = 0;
                while (!asyncResult.IsCompleted)
                {
                    Thread.Sleep(200);
                    if (i < 2)
                    {
                        Console.WriteLine($"正在充电{++i * 10}%....");

                    } else{
                        Console.WriteLine($"充电完成完成99.999999%....");
                    }
                 
                }
                Console.WriteLine("充电已完成，尽情的使用手机吧！");

            }

            #endregion

程序执行完成的结果

注意：根据调用，首先执行DoSomethingLong 方法，因为DoSomethingLong方法里有密集操作，所以程序会边等待边执行while里的判断语句以及方法体

此时DoSomethingLong里的密集操作已执行完毕，接着执行callback里的方法

WaitOne等待

WaitOne等待，即时等待限时等待

asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne();//直接等待任务完成
asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(-1);//一直等待任务完成
asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(1000);//最多等待1000ms，超时就不等了

EndInvoke等待

即时等待,而且可以获取委托的返回值一个异步操作只能End一次

            #region EndInvoke 
            Func<int> func = ()=>
            {
                Thread.Sleep(2000);

                return DateTime.Now.Hour;
            
            };

            int Result = func.Invoke();

            IAsyncResult asyncResult = func.BeginInvoke(ar=> {
                //在方法里拿到结果
                // int IResult = func.EndInvoke(ar);
                //对于每个异步操作，只能调用一次EndInvoke
            }, null);
            //在方法外得到结果
            int EndResult = func.EndInvoke(asyncResult);
            #endregion

异步多线程（一）

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