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C#多线程Thread、Task

news 2025/8/19 19:49:47

在C#中，线程可以用于完成需要耗费较长时间的操作，而不会阻塞用户界面。一个程序可以有多个线程，每个线程可以并行执行代码。

在C#中，可以使用System.Threading.Thread类来创建和控制线程，使用System.Threading.Mutex类来同步线程。

多线程基本例子

下面是一个C#多线程的简单示例：

using System;
using System.Threading;class Program
{static void Main(string[] args){Thread thread1 = new Thread(new ThreadStart(Work1));Thread thread2 = new Thread(new ThreadStart(Work2));thread1.Start();thread2.Start();thread1.Join();thread2.Join();}static void Work1(){for(int i = 0; i < 5; i++){Console.WriteLine("Work 1 is progressing");Thread.Sleep(1000);}}static void Work2(){for(int i = 0; i < 5; i++){Console.WriteLine("Work 2 is progressing");Thread.Sleep(1000);}}
}

在上面的代码中，我们创建了两个线程，分别执行Work1和Work2方法。我们使用Thread.Start方法启动线程，使用Thread.Join方法等待线程完成。

每个线程会打印出一条消息，然后休眠一秒钟，这个过程会重复五次。因为这两个线程是并行执行的，所以"Work 1 is progressing"和"Work 2 is progressing"消息会交替出现。

需要注意的是，多线程编程是一个复杂的主题，上面只是一个简单的例子。在实际的编程中，你需要处理更复杂的问题，比如线程同步、线程优先级、异常处理等等。

线程同步

在C#中, lock关键字可用于确保一次只有一个线程在执行某个代码块, 这可用于防止多线程同时修改共享的数据结构:

class Program
{static int counter = 0;static object lockObj = new object();static void Main(string[] args){Thread thread1 = new Thread(IncrementCounter);Thread thread2 = new Thread(IncrementCounter);thread1.Start();thread2.Start();thread1.Join();thread2.Join();Console.WriteLine($"Counter is {counter}");}static void IncrementCounter(){for (int i = 0; i < 100000; i++){lock (lockObj){counter++;}}}
}

在这个例子中，lock关键字确保了一次只有一个线程在增加计数器的值。如果没有lock关键字，两个线程可能会同时读取和修改counter变量，从而导致数据的不一致。

线程优先级

在C#中，可以通过Thread.Priority属性来设置线程的优先级。

Thread thread = new Thread(() => 
{// Do Something
});thread.Priority = ThreadPriority.Highest;  // 设置线程的优先级为最高thread.Start();

请注意，线程优先级应该谨慎使用，因为它可能会导致线程饿死，也就是高优先级的线程持续运行，而低优先级的线程永远得不到运行的机会。

异常处理

在线程中运行的代码可能会抛出异常，需要正确地处理这些异常。下面是一个处理线程异常的例子：

Thread thread = new Thread(() =>
{try{// Do Something}catch (Exception ex){Console.WriteLine($"Caught exception: {ex.Message}");}
});thread.Start();

在这个例子中，我们在线程的代码块中使用try/catch语句来捕获和处理异常。

Task

在C#中，Thread和Task都可以用来实现多线程编程，但它们之间存在一些重要的区别。

Thread:

Thread是一个较低级别的方式来处理多线程，需要手动创建和管理线程。
Thread提供了对操作系统线程的直接控制，这意味着你可以设置线程的优先级、线程的状态等。
Thread不支持返回值和取消操作。
Thread需要手动处理异常。

Task:

Task是一个更高级别，更抽象的概念，它使用线程池来管理线程，无需用户手动创建和管理线程。
Task可以返回结果，并且支持取消操作。
Task可以自动处理异常，并且可以在多个Task之间传播异常。
Task可以更容易地实现异步操作。

下面是两个例子，分别展示了如何使用Thread和Task：

Thread 例子：

class Program
{static void Main(string[] args){Thread thread = new Thread(() => {Console.WriteLine("Hello from thread");});thread.Start();thread.Join();}
}

Task 例子：

class Program
{static void Main(string[] args){Task task = Task.Run(() => {Console.WriteLine("Hello from task");});task.Wait();}
}

在实际编程中，如果可能的话，推荐使用Task，因为它提供了更多的功能，而且更容易使用。

Task其它用法

Task有很多高级用法，例如你可以使用Task来实现异步编程，还可以使用ContinueWith方法来链接多个任务。以下是一些例子：

使用Task实现异步编程

在C#中，async和await关键字可以与Task一起使用，以实现异步编程。这可以避免阻塞主线程，提高程序的响应性。

static async Task Main(string[] args)
{Task<int> task = CalculateSumAsync(10, 20);// Do other things while CalculateSumAsync is running in the backgroundint result = await task;Console.WriteLine($"The result is {result}");
}static async Task<int> CalculateSumAsync(int a, int b)
{// Simulate a long-running operationawait Task.Delay(1000);return a + b;
}

使用ContinueWith链接多个任务

ContinueWith方法可以用来链接多个任务，当一个任务完成后，另一个任务会自动开始。

Task<int> task1 = Task.Run(() => 
{// Do some workreturn 1;
});Task<int> task2 = task1.ContinueWith(t => 
{// This task starts after task1 completesreturn t.Result + 1;
});task2.Wait();
Console.WriteLine($"The result is {task2.Result}");  // Output: The result is 2

使用Task.WhenAll等待多个任务完成

Task.WhenAll方法可以用来等待多个任务都完成。

Task task1 = Task.Run(() => 
{// Do some work
});Task task2 = Task.Run(() => 
{// Do some work
});await Task.WhenAll(task1, task2);
Console.WriteLine("All tasks completed");