VB.net学习笔记（二十九）认识STA与MTA

一、应用程序中的多线程
    VB5/6支持多线程，但支持的线程模式都是STA(单线程单元,Single Threaded Apartments)。

    .NET Framework中没有单元的概念，它是在应用程序域中管理所有线程的。默认情况下，所有的.NET应用程序都是多线程的，它们可以在任一时间访问所有的对象。故关注托管代码中的共享资源是值得的。

    .NET Framework支持托管的和非托管的线程，并支持所有的Win32线程模式。当您试图从托管代码屮访问COM组件时，传统的COM组件将创建非托管线程。.NET Framework中的线程，无论是托管的还是非托管的，都是使用Thread对象创建的。

   Win32时的界面线程(UIT,User-Interface Threads)与用户线程(Worker Threads)，现在被叫作单元模式线程(AMT,Apartment Model Threading)与自由线程(FT,Free Threading)。.net中还被称作单线程单元(STA,Single Threaded Apartment)或多线程单元(MTA,Multi Threaded Apartment)。

二、STA线程模式
    STA线程单元的运行方式称为每客户对象模式(Object-per-Client)，即创建STA线程单元的代码拥有它自己的线程，在任何一个单元之内都只能有个线程。
                               
    （单元(Apartment)是一个逻辑容器，在相同上下文为共享线程的应用程序域内。进程激活后，创建的对象也将驻留在应用程序域，与之对应的上下文也被创建。）

    在STA中，对线程的所有调用都将被放置到一个队列中，然后逐个地处理对线程的调用。因此，STA线程永远不会同时执行多个方法。STA线程有自己的专有数据，它们不会在线程之间共享数据。这种特征使这一线程模式非常安全，避免了数据的损坏和同步问题。然而，这种特征也束缚了开发人员的手脚，产生了一定的性能损害，因为每当创建一个线程时，都要进行数据副本工作。

    线程亲合性用于定义线程和创建线程的代码之间的关系。每当调用STA单元线程时，调用者和线程之间的调用将由AppDomain之中的上下文进行处理，并由上下文维持线程的亲和性。

    如果要特别指定使用单元线程模式的话，使用Main()方法上的STAThreadAttribute属性即可实现这一操作。(VS2015已经将STAThreadAttribute改写为STAThread)

     Sub Main()
        '.....
    End Sub


     Sub Main() ‘默认多线程，可不写
        '.....
End Sub

三、MTA线程模式
    STA和MTA线程单元的最大不同在于，在相同的MTA单元中可以同时容纳多个正在运行的线程，这些线程使用在单元中可用的所有共享数据。
                      

    1、如何设计线程
    首先明确，在单核中同一时刻只有一个进程获得CPU。

                    

    并发在单核和多核都可存在，就是同一时间有多个可以执行的进程。并行是指同一时间多个进程在微观上都在真正的执行，这就只有在多核的情况下了。

    拥有两个或以上的多线程程序，无论是否使用并行，只要是并发就会显著提升性能。

    并发线程执行意味着在同时间内有两个或更多个线程处于运行之中。线程并行则是两个或以上线程分别在不同的处理处理器上同时执行（上图）。

     在开发应用程序之前，应该考虑下列问题:
         (1)应用程序是否需要专门分出线程来处理？
         (2)若需要线程，怎么分，分出的准则是什么？
         (3)主线程和工作者线程之间如何协调、如何控制？

    2、线程间的关系
    多线程应用程序中生成的线程之间可能存在关系，也可能不存在关系。它们主有三种情况：主线程和工作者线程模式、对等线程模式、管道线程模式。   

       (1)主线程和工作者线程模式
        这是最常见的模式。主线程接收所有的输入，并将这些输入传递给其他线程来执行某些任务。主线程需要等待工作者线程的结束，也可能不需要。在这种模式中，工作者线程不和输入源发生交互作用，它们是从主线程中读取数据来执行任务的。线程是完全相互独立的，所有的线程完全受控于其父线程。
              

      (2)对等线程模式
      此模式下，每个线程都将从适当的来源接收其自己的输入，并对输入作出相应的处理。例如，UI线程将从键盘和鼠标处接收输入，并进行相应的处理。另一方面，Worker线程A将监听特殊的套接字Socket，当发现有从套接字传递过来的输入信息时就作出相应的处理。同样，Worker线程B将等待系统事件，并作出相应的处理。在这种模式中，所有的线程都将并行执行，不会产生阻塞和等待其他线程的情况。
                    

      (3)管道线程模式
        管道线程模式是基于一系列任务的，并且每个任务都依赖于前面的任务。例如，主线程创建了一系列线程，在前面的线程执行完毕之前，其他的所有线程都将等待。如果您的任务分成若干个阶段，每个阶段都依赖于前一阶段任务，那么这种类型的线程关系将显示出其独特的优点。