浅谈多线程和异步
最近很忙,因此拿出時(shí)間來寫博客也算是忙里偷閑了,繼承前面的一貫風(fēng)格,繼續(xù)淺談胡侃。
最近在項(xiàng)目中遇到了Socket異步網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膯栴},所以沉下心來整理下。于是,先問了下度娘,結(jié)果找到了園友志良的一篇文章《C#中異步和多線程的區(qū)別》(參考文獻(xiàn)1),精讀了一遍,個(gè)人覺得理解的很好,自己學(xué)習(xí)下之余,又動(dòng)手加工了一下以分享給各位博友,希望各位博友能對(duì)異步和多線程有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)。
C#中異步和多線程的區(qū)別是什么呢?異步和多線程兩者都可以達(dá)到避免調(diào)用線程阻塞的目的,從而提高軟件的可響應(yīng)性。甚至有些時(shí)候我們就認(rèn)為異步和多線程是等同的概念。但是,異步和多線程還是有一些區(qū)別的。而這些區(qū)別造成了使用異步和多線程的時(shí)機(jī)的區(qū)別。
異步操作的本質(zhì)
所有的程序最終都會(huì)由計(jì)算機(jī)硬件來執(zhí)行,所以為了更好的理解異步操作的本質(zhì),我們有必要了解一下它的硬件基礎(chǔ)。 熟悉電腦硬件的朋友肯定對(duì)DMA這個(gè)詞不陌生,硬盤、光驅(qū)的技術(shù)規(guī)格中都有明確DMA的模式指標(biāo),其實(shí)網(wǎng)卡、聲卡、顯卡也是有DMA功能的。DMA就是直 接內(nèi)存訪問的意思,也就是說,擁有DMA功能的硬件在和內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的時(shí)候可以不消耗CPU資源。只要CPU在發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸時(shí)發(fā)送一個(gè)指令,硬件就開 始自己和內(nèi)存交換數(shù)據(jù),在傳輸完成之后硬件會(huì)觸發(fā)一個(gè)中斷來通知操作完成。這些無須消耗CPU時(shí)間的I/O操作正是異步操作的硬件基礎(chǔ)。所以即使在DOS 這樣的單進(jìn)程(而且無線程概念)系統(tǒng)中也同樣可以發(fā)起異步的DMA操作。
線程的本質(zhì)
線程不是一個(gè)計(jì)算機(jī)硬件的功能,而是操作系統(tǒng)提供的一種邏輯功能,線程本質(zhì)上是進(jìn)程中一段并發(fā)運(yùn)行的代碼,所以線程需要操作系統(tǒng)投入CPU資源來運(yùn)行和調(diào)度。
異步操作的優(yōu)缺點(diǎn)
因?yàn)楫惒讲僮鳠o須額外的線程負(fù)擔(dān),并且使用回調(diào)的方式進(jìn)行處理,在設(shè)計(jì)良好的情況下,處理函數(shù)可以不必使用共享變量(即使無法完全不用,最起碼可以減少 共享變量的數(shù)量),減少了死鎖的可能。當(dāng)然異步操作也并非完美無暇。編寫異步操作的復(fù)雜程度較高,程序主要使用回調(diào)方式進(jìn)行處理,與普通人的思維方式有些出入,而且難以調(diào)試。
多線程的優(yōu)缺點(diǎn)
多線程的優(yōu)點(diǎn)很明顯,線程中的處理程序依然是順序執(zhí)行,符合普通人的思維習(xí)慣,所以編程簡(jiǎn)單。但是多線程的缺點(diǎn)也同樣明顯,線程的使用(濫用)會(huì)給系統(tǒng)帶來上下文切換的額外負(fù)擔(dān)。并且線程間的共享變量可能造成死鎖的出現(xiàn)。
適用范圍
在了解了線程與異步操作各自的優(yōu)缺點(diǎn)之后,我們可以來探討一下線程和異步的合理用途。我認(rèn)為:當(dāng)需要執(zhí)行I/O操作時(shí),使用異步操作比使用線程+同步 I/O操作更合適。I/O操作不僅包括了直接的文件、網(wǎng)絡(luò)的讀寫,還包括數(shù)據(jù)庫操作、Web Service、HttpRequest以及.net Remoting等跨進(jìn)程的調(diào)用。
而線程的適用范圍則是那種需要長(zhǎng)時(shí)間CPU運(yùn)算的場(chǎng)合,例如耗時(shí)較長(zhǎng)的圖形處理和算法執(zhí)行。但是往往由于使用線程編程的簡(jiǎn)單和符合習(xí)慣,所以很多朋友往往會(huì)使用線程來執(zhí)行耗時(shí)較長(zhǎng)的I/O操作。這樣在只有少數(shù)幾個(gè)并發(fā)操作的時(shí)候還無傷大雅,如果需要處理大量的并發(fā)操作時(shí)就不合適了。
異步的一個(gè)示例
大家可能都知道,使用delegate可以“自動(dòng)”使一個(gè)方法可以進(jìn)行異步的調(diào)用。從直覺上來說,我覺得是由編譯器或者CLR使用了另外的線程來執(zhí)行目標(biāo)方法。到底是不是這樣呢?
using System; using System.Threading; namespace 異步 {delegate void AsyncFoo(int i);class Program{/// ﹤summary﹥ /// 輸出當(dāng)前線程的信息 /// ﹤/summary﹥ /// ﹤param name="name"﹥方法名稱﹤/param﹥ static void PrintCurrThreadInfo(string name){Console.WriteLine("Thread Id of " + name + " is: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + ", current thread is "+ (Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "" : "not ") + "thread pool thread.");}/// ﹤summary﹥ /// 測(cè)試方法,Sleep一定時(shí)間 /// ﹤/summary﹥ /// ﹤param name="i"﹥Sleep的時(shí)間﹤/param﹥ static void Foo(int i){PrintCurrThreadInfo("Foo()");Thread.Sleep(i);}/// ﹤summary﹥ /// 投遞一個(gè)異步調(diào)用 /// ﹤/summary﹥ static void PostAsync(){AsyncFoo caller = new AsyncFoo(Foo);caller.BeginInvoke(1000, new AsyncCallback(FooCallBack), caller);}static void Main(string[] args){PrintCurrThreadInfo("Main()");for (int i = 0; i < 5; i++){PostAsync();}Console.ReadLine();}static void FooCallBack(IAsyncResult ar){PrintCurrThreadInfo("FooCallBack()");AsyncFoo caller = (AsyncFoo)ar.AsyncState;caller.EndInvoke(ar);}} }程序的輸出如下:
看樣子答案是肯定的。
這個(gè)示例程序很好,基本上可以說是一個(gè)異步的使用規(guī)范模板了吧,個(gè)中含義不多說了。
參考文獻(xiàn):
C#中異步和多線程的區(qū)別
C#網(wǎng)絡(luò)Socket編程(基本概念和操作) - Part.1,2,,3,4,5
題外話:
經(jīng)過將近3周(16天)的艱苦奮戰(zhàn),今天上午,終于把公司現(xiàn)有的一個(gè)項(xiàng)目升級(jí)成為異步,醫(yī)院現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試通過!其中涉及兩塊,一塊是客戶端的門診醫(yī)生站程序,另一塊是服務(wù)器端!而后者的升級(jí),對(duì)DebugLZQ現(xiàn)在所在的創(chuàng)業(yè)型公司來講,也許提升的競(jìng)爭(zhēng)力不是一點(diǎn)兩點(diǎn),因?yàn)椴煌南到y(tǒng)可以共用這個(gè)服務(wù)器!
DebugLZQ也再一次真切的體會(huì)到了,實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)品走上商用,要經(jīng)過的一些列的種種麻煩----網(wǎng)絡(luò)傳輸速度、(大)數(shù)據(jù)并發(fā)、用戶體驗(yàn)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的可靠性、程序的穩(wěn)定性(異常恢復(fù))、軟件系統(tǒng)安全性,甚至有時(shí)需要考慮到一些軟硬件環(huán)境的問題。陪著“老板”一路走過來,著實(shí)不易!個(gè)中滋味,只有DebugLZQ知道。
可能很快DebugLZQ就要離開現(xiàn)在的這個(gè)公司,因?yàn)轳R上要畢業(yè)了,還是希望師弟師妹們能把技術(shù)傳承下去,也希望“老板”的公司茁壯成長(zhǎng),做強(qiáng)做大!
轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/DebugLZQ/archive/2012/09/05/2670986.html
總結(jié)
- 上一篇: [Z]POJ 计算几何入门题目推荐[转P
- 下一篇: 北京环球影城威震天拍照多少钱