Thread基础-计算限制的异步操作(CLR)
本章笔记内容：
- 闲话
- CLR线程池基础；
- 执行简单的计算限制操作；
- 执行上下文；
- 协作式取消；
闲话
该笔记记录的是Jiffrey Richter《CLR via C#》 3rd Edition的chapter 26 Compute-Bound Asynchronous Operations的前四节内容。
Jiffrey Richter《CLR via C#》3rd Edition下载地址：这里 或者 wowebook中找。
在这里你能过找到一些简单的执行异步操作的例子。
CLR线程池基础
所谓线程池，通俗地讲，就是一大堆线程的集合，可以给你的应用程序所使用。但是，线程池刚初始化时，是没有一个线程的。主要是因为，太多的线程会消耗内存资源和降低性能。当你的application需要进行异步计算，某些方法进入线程池队列，线程池创建第一个线程。由于创建线程有个performance hit，所以当线程池中德线程完成任务后，不会被destroy。相反地，返回给线程池等待下个调用，这样就没有产生performance hit了。
上述情况是只有一个线程或少量线程请求调用，当你的application产生大量请求时，线程池首先会试着用一个线程来完成。但当application请求适度大于线程的处理速度，这时另外的线程就创建了。因此，线程池是会创建尽可能少得线程来处理application的请求，保障了performance。
线程池把所有请求处理完后，也木有产生新的请求。在一个周期后，线程会自杀。这样就不会浪费内存资源。
所以，线程池会自我权衡，建立少量线程来减少损耗；建立更多的线程来提高效率。
线程池中的线程分为：worker thread 和I/O thread。
以下是使用线程池的方法(在threadPool class中定义)：
Static Boolean QueueUserWorkItem(WaitCallback callBack);
Static Boolean QueueUserWorkItem(WaitCallback callBack, Object state);
Sysytem.Threading.WaitCallback委托类定义如下：
delegate void WaitCallback(Object state);
Coding一个：
static void Main(string[] args){Console.WriteLine("Main thread.");Thread.Sleep(1000);ThreadPool.QueueUserWorkItem(state =>{Console.WriteLine("Other thread");Thread.Sleep(1000);});Console.WriteLine("Main thread is doing other work");Thread.Sleep(1000);Console.WriteLine("Hit <Enter> to end this program...");Console.ReadKey();}
Run 输出：
Main thread.
Main thread is doing other work
Other thread也可能输出：
Main thread.
Main thread is doing other work
Other thread
执行上下文
每个线程都有一个执行上下文(Execution Contexts)。执行上下文包含security setting(compressed stack, Thread`s Principal property and Windows identity)、host setting(详细见System.Threading.)HostExecutionContextManager) 和 logical call context data(详细见System.Runtime.Remoting.Messaging.CallContext的方法——LogicalSetData和LogicalGetData)。
当前线程开启一个线程(helper thread)时，当前的执行上下文会自动流到helper thread，这样保障了security setting和host setting的一致性。执行上下文的复制到新线程是要性能损耗的。在System.Thread中有一个类叫ExecutionContext可以控制执行上下文的流动。
ExecutionContext类似于：
public sealed class ExecutionContext ： IDisposable, ISerializable
{
[SecurityCritical]
public static AsyncFlowControl SuppressFlow();
public static void RestoreFlow();
public static Boolean IsFlowSuppressed();
}你能够使用ExecutionContext 控制执行上下文流动，从而提高应用程序的性能，在服务程序中能得到显著地提高，而在客户端程序不会很有效。当然，为了不让新的线程使用执行上下文中的数据时使用该类实现。
附上一个简单的例子：
CallContext.LogicalSetData("Name", "LiLin");ThreadPool.QueueUserWorkItem(state => Console.WriteLine("My name is {0}", CallContext.LogicalGetData("Name")));ExecutionContext.SuppressFlow();ThreadPool.QueueUserWorkItem(state => Console.WriteLine("My name is {0}", CallContext.LogicalGetData("Name")));ExecutionContext.RestoreFlow();
输出My name is LiLin
My name is
协作式取消
MicroSoft .NET Framework为取消操作提供一标准模式，叫做协作式。换句话说，你可以明确规定你的操作可以被取消，这对于耗时的肌酸异步限制操作很有用。
实现协作式取消，会用到System.Threading.CancellationTokenSource这个类，这个类的定义类似于：
public sealed class CancellationTokenSource : IDisposable
{
public CancellationTokenSource ();
public void Dispose();
public Boolean IsCancellationRequested { get ; }
public CancellationToken Token { get ; }
public void Canel();
public void Cancel( Boolean throwOnFirstException);
}CancellationTokenSource 是引用类型，而CancellationToken 是值类型，定义类似于：
public struct CancellationToken
{
public Boolean isCanllationRequested { get; }
public void ThrowIfCancellationRequested();
public WaitHandle WaitHandle { get; }
public static CancellationToken None { get; };
public Boolean CanBeCanceled { get ; }
public CancellationTokenRegistration Register( Action<Object> callback, Object state, Boolean useSynchronizationContecxt);
}一个简单的例子：
CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();ThreadPool.QueueUserWorkItem(o => LongTimeCalculate(cts.Token, 20));Console.WriteLine("Press <ENTER> to cancel the calculate.");Console.ReadKey();cts.Cancel();
Press <ENTER> to cancel the calculate.
Calculate is cancelled!
Done!
假如你不想让这个calculate方法被取消，可以使用CancellationToken类中的静态None属性。
如果，你想通过一个CancellationTokenSource 协作式取消一个或多个方法，可以使用CancellationToken`s Register方法。关于这个方法，你可以传入一个Action<Object>的委托，一个state值，一个布尔值指定是否在调用该委托时使用同步执行上下文(SynchronizationContext)。
CancellationToken`s Register方法返回一个CancellationTokenRegistration：
public struct CancellationTokenRegistration ： IEquatable<CancellationTokenRegistration>, IDisposable
{
public void Dispose();
…
}因此，可以调用Dispose移除一个register方法。
下面简单的使用CancellationToken`s Register方法：
CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();cts.Token.Register(() => Console.WriteLine("Method 1"));cts.Token.Register(() => Console.WriteLine("Method 2"));cts.Cancel();
输出：
Method 2
Method 1