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C# 多線程，論多核時(shí)代愛(ài)恨情仇

作者：請(qǐng)叫我頭頭哥
開(kāi)發(fā) 后端
老板只有兩種，好的和壞的。好的老板只跟你談錢(qián)，壞的老板只跟你談理想。

博客前言

為什么要學(xué)習(xí)多線程？

  • 2010年1月21日是10年某市公務(wù)員考試的報(bào)名截止日。因從下午2點(diǎn)開(kāi)始，用于報(bào)名的北京市人事考試網(wǎng)癱瘓，原定于昨天下午5點(diǎn)截止的報(bào)名時(shí)間延遲至今天上午11點(diǎn)。

  • 2011年3月11日下午5時(shí)（北京時(shí)間12日早9點(diǎn)）,蘋(píng)果發(fā)布新一代的平板電腦產(chǎn)品iPad 2，配備了A5.1Ghz雙核處理器，這寓意著平板電腦和筆記本一同進(jìn)入"多核時(shí)代"。

  • 同年6月18日，國(guó)內(nèi)著名B2C---京東在周年慶典之際舉行了"隆重"的大規(guī)模的促銷(xiāo)活動(dòng)，搶購(gòu)隨之而來(lái)，訂單擠爆京東 限時(shí)達(dá)臨時(shí)取消。 昨天有消費(fèi)者反映，由于點(diǎn)擊量過(guò)大，18日早上京東商城網(wǎng)站一度癱瘓。一位消費(fèi)者說(shuō)：“18日凌晨1點(diǎn)開(kāi)始就登不上京東商城。”劉強(qiáng)東也表示：由于流量多 次超過(guò)4個(gè)G，服務(wù)器運(yùn)行緩慢。 昨天，京東商城官網(wǎng)發(fā)布公告稱，“‘618’活動(dòng)異常火爆且用戶下單速度空前，致使部分用戶已購(gòu)訂單顯示出現(xiàn)延遲，用戶在一段時(shí)間內(nèi)無(wú)法在‘我的京東’中 查詢到自己的訂單。目前已購(gòu)訂單顯示延遲的問(wèn)題已得到有效解決，對(duì)此給您帶來(lái)的不便，我們深表歉意。”

  • 2015年05月05日登錄風(fēng)信子網(wǎng)上商城發(fā)現(xiàn)，首頁(yè)除了廣告和相關(guān)消息外，只有“注冊(cè)賬號(hào)獲取更多優(yōu)惠”這唯一一個(gè)按鈕，沒(méi)有商品展示，沒(méi)有產(chǎn) 品搜索，不能網(wǎng)上下單，甚至連進(jìn)入商城的按鈕也沒(méi)有。風(fēng)信子南沙跨境商品直購(gòu)體驗(yàn)中心相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，這主要是因?yàn)轭A(yù)約的人數(shù)太多，截至五一，預(yù)約人數(shù)已 超過(guò)十萬(wàn)，太多人頻繁登陸，導(dǎo)致網(wǎng)店服務(wù)器癱瘓，目前技術(shù)人員還在努力維修中。該負(fù)責(zé)人介紹，體驗(yàn)中心的網(wǎng)站目前正在調(diào)試，“網(wǎng)站目前的作用主要是給市民 預(yù)約和提前注冊(cè)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)的市民不用在現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證身份證等信息，可以提高購(gòu)買(mǎi)效率。”

下面通過(guò)一些實(shí)例來(lái)認(rèn)識(shí)一下多線程和讓大家知道為什么要學(xué)習(xí)多線程。

[[157023]]

寫(xiě)在前面

老板只有兩種，好的和壞的。好的老板只跟你談錢(qián)，壞的老板只跟你談理想。

v模擬場(chǎng)景

假設(shè)后臺(tái)有個(gè)monitor時(shí)事的在監(jiān)測(cè)訂單，且可以發(fā)現(xiàn)訂單然后處理訂單，每次(1次/S)可以處理1千個(gè)訂單，需要向倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)發(fā)出指令，讓他們負(fù)責(zé)配送發(fā)貨。那么我們來(lái)寫(xiě)一個(gè)EmulationSystem（模擬系統(tǒng)）

C# 多線程

JobHelper因?yàn)槲覀冎皇菫榱四M一個(gè)環(huán)境，所以它是這樣的。

 

  1. //------------------------------------------------------------------------------ 
  2. // <copyright file="JobHelper.cs" company="CNBlogs Corporation" owner="請(qǐng)叫我頭頭哥"> 
  3. //     Copyright (C) 2015-2016 All Rights Reserved 
  4. //     原博文地址： http://www.cnblogs.com/toutou/ 
  5. // </copyright>  
  6. //------------------------------------------------------------------------------ 
  7. namespace CNBlogs.Common.Shared 
  8. { 
  9.     using System.Threading; 
  10.     /// <summary> 
  11.     /// Job helper 
  12.     /// </summary> 
  13.     public class JobHelper 
  14.     { 
  15.         /// <summary> 
  16.     /// Get job total count 
  17.         /// </summary> 
  18.     /// <returns></returns> 
  19.     public int GetJobCount() 
  20.         { 
  21.             // 我們的側(cè)重點(diǎn)是多線程，所以我們就模擬每次有1千個(gè)訂單，而模擬，所以我們不關(guān)心其他的。只要訂單數(shù)量。 
  22.     return 1000; 
  23.         } 
  24.         /// <summary> 
  25.     /// Submit job 
  26.         /// </summary> 
  27.     /// <param name="jobId">For job id</param> 
  28.     /// <returns>Submit job status</returns> 
  29.     public bool SubmitJob(int jobId) 
  30.         { 
  31.             // 假設(shè)針對(duì)每個(gè)訂單向后臺(tái)發(fā)送任務(wù)需要1秒，而且每個(gè)訂單都能成功發(fā)送 
  32.             Thread.Sleep(1000); 
  33.             return true; 
  34.         } 
  35.     } 
  36. } 

 

背景我們也交待完了，現(xiàn)在需要來(lái)得到這些訂單信息以后，向倉(cāng)庫(kù)submit這些訂單。

v實(shí)戰(zhàn)演習(xí)

根據(jù)這種背景，我們可以有很多處理的辦法。

  • 傳統(tǒng)辦法:

    (開(kāi)啟無(wú)腦模式：未使用多線程)

    代碼正文：

     

    1. //------------------------------------------------------------------------------ 
    2. // <copyright file="Runner.cs" company="CNBlogs Corporation" owner="請(qǐng)叫我頭頭哥"> 
    3. //     Copyright (C) 2015-2016 All Rights Reserved 
    4. //     原博文地址： http://www.cnblogs.com/toutou/ 
    5. // </copyright>  
    6. //------------------------------------------------------------------------------ 
    7. namespace CNBlogs.EmulationSystem 
    8. { 
    9.     using System; 
    10.     using System.Threading; 
    11.     using CNBlogs.Common.Shared; 
    12.     class Runner 
    13.     { 
    14.         /// <summary> 
    15.                 /// Job helper 
    16.         /// </summary> 
    17.                 private static JobHelper jobHelper = new JobHelper(); 
    18.         /// <summary> 
    19.                 /// Runner lock 
    20.         /// </summary> 
    21.                 private static Mutex mutex; 
    22.         static void Main(string[] args) 
    23.         { 
    24.             // 記錄開(kāi)始處理的時(shí)間 
    25.             DateTime paddingTime = DateTime.Now.ToLocalTime(); 
    26.             int orderCount = jobHelper.GetJobCount(); 
    27.             // 用一個(gè)指示調(diào)用線程是否應(yīng)擁有互斥體的初始所屬權(quán)的布爾值來(lái)初始化 Mutex 類(lèi)的新實(shí)例。 
    28.             // 當(dāng)前進(jìn)程只能啟動(dòng)一次 
    29.             mutex = new Mutex(false, "CNBlogs.EmulationSystem"); 
    30.             if (!mutex.WaitOne(0, false)) 
    31.             { 
    32.                 Console.Out.WriteLine("Monitor already running..."); 
    33.                 return; 
    34.             } 
    35.             for (int i = 0; i < orderCount; i++) 
    36.             { 
    37.                 // 假設(shè)i就是job id 
    38.                 jobHelper.SubmitJob(i); 
    39.             } 
    40.             // 記錄處理完成的時(shí)間 
    41.             DateTime completeTime = DateTime.Now.ToLocalTime(); 
    42.             var minutes = (completeTime - paddingTime).TotalSeconds; 
    43.             Console.WriteLine(string.Format("處理{0}個(gè)訂單，花費(fèi)時(shí)間{1}秒", orderCount, minutes)); 
    44.         } 
    45.     } 
    46. } 

    PS:現(xiàn)在的這些個(gè)電商，動(dòng)不動(dòng)來(lái)個(gè)什么周年慶店慶什么雙11雙12的一頓突突，搞得咱這些老百姓就全部蜂擁而上，顯然如果用傳統(tǒng)的方法雖然不會(huì)出錯(cuò)，但是老板肯定會(huì)找你喝茶。在多核時(shí)代用這種方法也只能恨鐵不成鋼了。所以這個(gè)方法是絕對(duì)不可取的。

  • Task方法：

    如果有對(duì)Task不是很熟悉的園友可以在這里解開(kāi)心謎。

    代碼正文：

     

    1. //------------------------------------------------------------------------------ 
    2. // <copyright file="Runner.cs" company="CNBlogs Corporation" owner="請(qǐng)叫我頭頭哥"> 
    3. //     Copyright (C) 2015-2016 All Rights Reserved 
    4. //     原博文地址： http://www.cnblogs.com/toutou/ 
    5. // </copyright>  
    6. //------------------------------------------------------------------------------ 
    7. namespace CNBlogs.EmulationSystem 
    8. { 
    9.     using System; 
    10.     using System.Collections.Generic; 
    11.     using System.Threading; 
    12.     using System.Threading.Tasks; 
    13.     using CNBlogs.Common.Shared; 
    14.     class Runner 
    15.     { 
    16.         /// <summary> 
    17.                 /// Job helper 
    18.         /// </summary> 
    19.                 private static JobHelper jobHelper = new JobHelper(); 
    20.         /// <summary> 
    21.                 /// Runner lock 
    22.         /// </summary> 
    23.                 private static Mutex mutex; 
    24.         static void Main(string[] args) 
    25.         { 
    26.             // 記錄開(kāi)始處理的時(shí)間 
    27.             DateTime paddingTime = DateTime.Now.ToLocalTime(); 
    28.             int orderCount = jobHelper.GetJobCount(); 
    29.             // 用一個(gè)指示調(diào)用線程是否應(yīng)擁有互斥體的初始所屬權(quán)的布爾值來(lái)初始化 Mutex 類(lèi)的新實(shí)例。 
    30.             // 當(dāng)前進(jìn)程只能啟動(dòng)一次 
    31.             mutex = new Mutex(false, "CNBlogs.EmulationSystem"); 
    32.             if (!mutex.WaitOne(0, false)) 
    33.             { 
    34.                 Console.Out.WriteLine("Monitor already running..."); 
    35.                 return; 
    36.             } 
    37.             var taskList = new List<Task>(); 
    38.             for (int i = 0; i < orderCount; i++) 
    39.             { 
    40.                 int temp=i; 
    41.                 taskList.Add(Task.Factory.StartNew(() => 
    42.                 { 
    43.                     // 假設(shè)i就是job id 
    44.                     jobHelper.SubmitJob(temp); 
    45.                 })); 
    46.             } 
    47.             // 等待所有task執(zhí)行完畢 
    48.             Task.WaitAll(taskList.ToArray()); 
    49.             // 記錄處理完成的時(shí)間 
    50.             DateTime completeTime = DateTime.Now.ToLocalTime(); 
    51.             var minutes = (completeTime - paddingTime).TotalSeconds; 
    52.             Console.WriteLine(string.Format("Complete: {0}，cost {1} s", orderCount, minutes)); 
    53.         } 
    54.     } 
    55. } 

     

    代碼效果：

    C# 多線程

    相信分別從有TASK和沒(méi)有TASK的這兩次demo中，可以清楚的發(fā)現(xiàn)多線程處理這些頻繁交互能力的魅力。你會(huì)愛(ài)上這個(gè)方法。確實(shí)提高的效率。但是問(wèn)題也隨之而來(lái)，一個(gè)進(jìn)程多線程的總數(shù)和大小是有要求的(這個(gè)取決于服務(wù)器的配置)，不是任由我們肆意的開(kāi)采的。如果訂單太多，我們不控制task那是會(huì)拉仇恨的。task需要控制。

    C# 多線程

  • Semaphore：

    如果有對(duì)Semaphore不是很熟悉的園友可以在這里解開(kāi)心謎。

    代碼正文： 

    1. //------------------------------------------------------------------------------ 
    2. // <copyright file="Runner.cs" company="CNBlogs Corporation" owner="請(qǐng)叫我頭頭哥"> 
    3. //     Copyright (C) 2015-2016 All Rights Reserved 
    4. //     原博文地址： http://www.cnblogs.com/toutou/ 
    5. // </copyright>  
    6. //------------------------------------------------------------------------------ 
    7. namespace CNBlogs.EmulationSystem 
    8. { 
    9.     using System; 
    10.     using System.Collections.Generic; 
    11.     using System.Threading; 
    12.     using System.Threading.Tasks; 
    13.     using CNBlogs.Common.Shared; 
    14.     class Runner 
    15.     { 
    16.         /// <summary> 
    17.                 /// Job helper 
    18.         /// </summary> 
    19.                 private static JobHelper jobHelper = new JobHelper(); 
    20.         /// <summary> 
    21.                 /// The locker used to lock the semaphore and thread. 
    22.         /// </summary> 
    23.                 private static object lockerObj = new object(); 
    24.         /// <summary> 
    25.                 /// The semaphore limit the thread number of get latest test info 
    26.         /// </summary> 
    27.                 private static Semaphore semaphoreLimit; 
    28.         /// <summary> 
    29.                 /// Runner lock 
    30.         /// </summary> 
    31.                 private static Mutex mutex; 
    32.         static void Main(string[] args) 
    33.         { 
    34.             // 記錄開(kāi)始處理的時(shí)間 
    35.             DateTime paddingTime = DateTime.Now.ToLocalTime(); 
    36.             int orderCount = jobHelper.GetJobCount(); 
    37.             // 用一個(gè)指示調(diào)用線程是否應(yīng)擁有互斥體的初始所屬權(quán)的布爾值來(lái)初始化 Mutex 類(lèi)的新實(shí)例。 
    38.             // 當(dāng)前進(jìn)程只能啟動(dòng)一次 
    39.             mutex = new Mutex(false, "CNBlogs.EmulationSystem"); 
    40.             if (!mutex.WaitOne(0, false)) 
    41.             { 
    42.                 Console.Out.WriteLine("Monitor already running..."); 
    43.                 return; 
    44.             } 
    45.             // 假設(shè)我們的服務(wù)器一個(gè)進(jìn)程只能接受的大小=當(dāng)前線程大小*500 ps:500是設(shè)置信號(hào)量的最大值 
    46.                 int maxProcNumber = 500; 
    47.             using (semaphoreLimit = new Semaphore(0, maxProcNumber)) 
    48.             { 
    49.                 // 以指定的次數(shù)退出信號(hào)量并返回前一個(gè)計(jì)數(shù)。 
    50.                 semaphoreLimit.Release(maxProcNumber); 
    51.                 var taskList = new List<Task>(); 
    52.                 for (int i = 0; i < orderCount; i++) 
    53.                 { 
    54.                     int temp=i; 
    55.                     // 如果SubmitJob有IO或者其他容易因?yàn)闆_突而引起異常的話，這里需要加上lock 
    56.                     //lock (lockerObj) 
    57.                     //{ 
    58.                         semaphoreLimit.WaitOne(); 
    59.                         taskList.Add(Task.Factory.StartNew(() => 
    60.                         { 
    61.                             // 假設(shè)i就是job id 
    62.                             jobHelper.SubmitJob(temp); 
    63.                             // 退出信號(hào)量并返回前一個(gè)計(jì)數(shù)。 
    64.                             semaphoreLimit.Release(); 
    65.                         })); 
    66.                     //} 
    67.                 } 
    68.                 // 等待所有task執(zhí)行完畢 
    69.                 Task.WaitAll(taskList.ToArray()); 
    70.             } 
    71.             // 記錄處理完成的時(shí)間 
    72.             DateTime completeTime = DateTime.Now.ToLocalTime(); 
    73.             var minutes = (completeTime - paddingTime).TotalSeconds; 
    74.             Console.WriteLine(string.Format("Complete: {0}，cost {1} s", orderCount, minutes)); 
    75.         } 
    76.     } 
    77. } 

    代碼效果：

v博客總結(jié)

多線程路還很長(zhǎng)...

 

責(zé)任編輯：王雪燕 來(lái)源： 博客園
C#多線程
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