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C#中異步和多線程的區別

編輯:C#入門知識

C#中異步和多線程的區別是什麼呢?異步和多線程兩者都可以達到避免調用線程阻塞的目的,從而提高軟件的可響應性。甚至有些時候我們就認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別的。而這些區別造成了使用異步和多線程的時機的區別。

異步和多線程的區別之異步操作的本質

所有的程序最終都會由計算機硬件來執行,所以為了更好的理解異步操作的本質,我們有必要了解一下它的硬件基礎。 熟悉電腦硬件的朋友肯定對DMA這個詞不陌生,硬盤、光驅的技術規格中都有明確DMA的模式指標,其實網卡、聲卡、顯卡也是有DMA功能的。DMA就是直 接內存訪問的意思,也就是說,擁有DMA功能的硬件在和內存進行數據交換的時候可以不消耗CPU資源。只要CPU在發起數據傳輸時發送一個指令,硬件就開 始自己和內存交換數據,在傳輸完成之後硬件會觸發一個中斷來通知操作完成。這些無須消耗CPU時間的I/O操作正是異步操作的硬件基礎。所以即使在DOS 這樣的單進程(而且無線程概念)系統中也同樣可以發起異步的DMA操作。

異步和多線程的區別之線程的本質

線程不是一個計算機硬件的功能,而是操作系統提供的一種邏輯功能,線程本質上是進程中一段並發運行的代碼,所以線程需要操作系統投入CPU資源來運行和調度。

異步和多線程的區別之異步操作的優缺點

因為異步操作無須額外的線程負擔,並且使用回調的方式進行處理,在設計良好的情況下,處理函數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 共享變量的數量),減少了死鎖的可能。當然異步操作也並非完美無暇。編寫異步操作的復雜程度較高,程序主要使用回調方式進行處理,與普通人的思維方式有些 初入,而且難以調試。

異步和多線程的區別之多線程的優缺點

多線程的優點很明顯,線程中的處理程序依然是順序執行,符合普通人的思維習慣,所以編程簡單。但是多線程的缺點也同樣明顯,線程的使用(濫用)會給系統帶來上下文切換的額外負擔。並且線程間的共享變量可能造成死鎖的出現。

適用范圍

在了解了線程與異步操作各自的優缺點之後,我們可以來探討一下線程和異步的合理用途。我認為:當需要執行I/O操作時,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、網絡的讀寫,還包括數據庫操作、Web Service、HttpRequest以及.net Remoting等跨進程的調用。

而線程的適用范圍則是那種需要長時間CPU運算的場合,例如耗時較長的圖形處理和算法執行。但是往 往由於使用線程編程的簡單和符合習慣,所以很多朋友往往會使用線程來執行耗時較長的I/O操作。這樣在只有少數幾個並發操作的時候還無傷大雅,如果需要處 理大量的並發操作時就不合適了。

異步和多線程的區別實例研究

說了那麼理論上的東西,可能有些兄弟早就不耐煩了,現在我們來研究幾個實際的異步操作例子吧。

異步和多線程的區別實例:由delegate產生的異步方法到底是怎麼回事?

大家可能都知道,使用delegate可以“自動”使一個方法可以進行異步的調用。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行目標方法。到底是不是這樣呢?讓我們來用一段代碼證明一下吧。

using System; 
using System.Threading; 
 
namespace AsyncDelegateDemo 

  delegate void AsyncFoo(int i); 
  class Program 
  { 
/// ﹤summary﹥ 
/// 輸出當前線程的信息 
/// ﹤/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﹥ 
/// 測試方法,Sleep一定時間 
/// ﹤/summary﹥ 
/// ﹤param name="i"﹥Sleep的時間﹤/param﹥ 
static void Foo(int i) 

   PrintCurrThreadInfo("Foo()"); 
   Thread.Sleep(i); 

 
/// ﹤summary﹥ 
/// 投遞一個異步調用 
/// ﹤/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 ﹤ 10 ; i++) 
  { 
 PostAsync(); 
  } 
  Console.ReadLine(); 

 
static void FooCallBack(IAsyncResult ar) 

  PrintCurrThreadInfo("FooCallBack()"); 
  AsyncFoo caller = (AsyncFoo) ar.AsyncState; 
  caller.EndInvoke(ar); 

  } 

異步和多線程的區別實例代碼的輸出如下:

Thread Id of Main() is: 1,  
current thread is not thread pool thread. 
 
Thread Id of Foo() is: 3,  
current thread is thread pool thread. 
 
Thread Id of FooCallBack() is: 3,  
current thread is thread pool thread. 
 
Thread Id of Foo() is: 3,  
current thread is thread pool thread. 
 
Thread Id of Foo() is: 4,  
current thread is thread pool thread. 
 
Thread Id of Foo() is: 5,  
current thread is thread pool thread. 
 
Thread Id of FooCallBack() is: 3, 
 current thread is thread pool thread. 
 
Thread Id of Foo() is: 3,


作者:fioletfly

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