C# 多线程同步与异步的实现

1　多线程概念
目前多数操作系统支持多任务调度和处理, 多任务通常包括两大类: 多进程和多线程。进程是指在系统中正在运行的一个应用程序; 多线程是系统分配处理器时间资源的基本单元, 或者说线程是进程中的基本执行单元。对操作系统而言, 其调度单元是线程。一个进程至少包括一个线程, 称之为主线程。一个进程从主线程的执行开始进而创建一个或多个次线程, 就是所谓基于多线程的多任务。

2　多线程的同步与异步
多个线程可能在同一时间对同一共享资源进行操作, 其结果是某个线程将无法获得资源, 或者会导致资源破坏。为保证共享资源的稳定性, 必须采用线程的同步机制。用“锁”来调整多个线程的操作顺序, 一旦某个线程获得“锁”控制权, 可保证只有它才能对共享资源进行操作。同样, 利用这个锁, 某个线程可一直处于等待状态, 直到有能够唤醒信号通过的变量传来为止。

异步是当一个调用请求发送给被调用者, 而调用者不用等待其结果的返回而继续当前的处理, 实现异步机制的方式有多线程、中断、消息等。异步操作在主应用程序线程以外的线程中执行, 应用程序调用方法异步执行某个操作时, 应用程序仍然可继续执行当前程序。异步操作一般用于执行完成时间较长的任务。

多线程由于有可能对同一共享资源进行访问, 为了协调对共享资源的操作, 需要采用线程同步解决这个问题, 目前有4种线程同步访问共享资源的方式: 一是使用System.Threading.Monitor 类型; 二是C# 语言的Lock关键字, 实际上,C# Lock关键字的底层是使用 Monitor 类实现的; 三是使用System.Threading.Interlocked 类型进行原子型操作; 四是使用[Synchronization]同步化原语。

线程异步编程, 不要忘了委托delegate、BeginInvoke, EndInvoke, AsyncCallBack 委托,AsyncState 实例( 在回调函数中通过IAsyncResult1AsyncState来强制转换), IAsycResult(监控异步), 这样就基本理解异步编程真谛了。异步操作通常用于执行完成时间可能较长的任务, 如打开大文件、连接远程计算机或查询数据库。但应注意, 滥用异步, 会影响性能, 而且增加编程难度, 故应慎重考虑。