“發現問題的能力，運用技術解決問題的能力，是一個技術人成長的關鍵”

@圖片故事：洋姜的花，拍攝于2022年7月23日，地點：北京奧林匹克森林公園 ，攝影師：劉先生

概要：使用C#發起多線程任務十分簡單，本文旨在匯總多線程編程的注意事項，重點不在于如何發起多線程，主要內容如下：

1. 控制線程并發數量

2. 界定共享資源

3. 加鎖并控制鎖范圍

4. 子線程異常處理

5. 未完成任務取消

   希望對小伙伴兒們有所幫助
   

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控制線程并發數量

多線程以多任務并行的方式，加快業務處理速度，但如果線程數量超出了系統的承載能力，反倒會造成系統整體性能下降，如何合理地控制線程并發數量，是多線程開發的關鍵。

推薦采用信號量機制，可以在線程總數未知的情況下，有效地控制并發線程數量，并且以瀑布流的形式，連續執行后續線程，邏輯清晰可控，執行性能高效。

基礎代碼邏輯如下：

//semaphoreCount是設定的可并行運行的最大線程數量
//taskCount是需要發起的線程的數量
using (Semaphore semaphore = new Semaphore(semaphoreCount, semaphoreCount))
{var woker = new Worker();Task[] tasks = new Task[taskCount];for (int step = 0; step < taskCount; step++)   {        //獲取一個信號量，如果所有信號量都已使用，則等待直到一個被釋放        semaphore.WaitOne();        //獲得信號量之后，才能發起子線程        tasks[step] = Task.Factory.StartNew((data) => { woker.Work(data); }, innerData).ContinueWith((task) =>                                  {                                      //線程完成，釋放信號量                                      semaphore.Release();                                  });    }    //...
}

簡單來說，是由于分時操作系統，多任務之間存在線程上下文切換，有興趣的同學可以嘗試一下，一次性啟動2000個以上線程，查看計算機的資源耗用情況，以便有更真切的體會。

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界定共享資源

線程共享資源，一類是業務本身需要多個子線程共同處理的資源，另一類是從性能角度考慮，需要被多個子線程共享的資源。

以數據查詢為例，數據庫連接是一種昂貴的資源，如果每個子線程單獨創建數據庫連接，必然會造成浪費，多個線程共用一個數據庫連接是更合理的選擇，因此，數據庫連接便是共享資源。

有興趣的同學可以測試一下，同時啟動50個以上線程，如果每個線程創建一個數據庫連接，會造成數據庫短時間內無法創建足夠連接而報錯。

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加鎖并控制鎖范圍

對共享資源進行訪問時，需要加鎖保護，防止并發錯誤。

對于業務本身處理的共享資源，加鎖主要是防止數據處理錯誤；對于集合類型的共享資源，建議首選System.Collections.Concurrent?命名空間下的集合類型，以達到線程安全的目的；對于如數據庫連接之類的資源，加鎖是為了防止程序異常，如數據庫連接、HttpClient對象，在一個請求處理完之前，是不能被其他線程訪問的，因此需要加鎖，確保串行訪問是必須的。

對于鎖對象，推薦的寫法如下，至于是不是要加static?，要看具體業務場景，靜態變量的作用域是整個應用程序，如果有兩個以上請求同時到達，那么在訪問到加鎖代碼塊時，請求也是串行執行的，普通變量的作用域是當前對象，鎖范圍也是在當前對象內，請求間相互不影響。

readonly?object?locker?=?new?object();

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子線程異常處理

概括成一句話是：在明確異常處理要做什么的情況下，才進行異常處理，否則，讓異常拋出，交由外層程序處理即可。參考我上一篇文章：異常處理，究竟是處理什么

多線程下異常處理的不同之處在于：子線程內的異常，不會直接拋出到主線程，而是保存在了Task對象的Exception屬性中。因此，需要開發小伙伴判斷線程狀態，進行異常處理。

基礎代碼邏輯如下：

Task.Factory.StartNew((data) => { woker.Work(data); }, innerData)            .ContinueWith((task) =>            {????????????????//判斷線程處理狀態，如果執行失敗，則拋出異常????????????????if (task.Status == TaskStatus.Faulted)????????????????{????????????????????throw?task.Exception;                }??????});

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未完成任務取消

當某個子線程發生異常之后，取消后續相關線程的執行，符合絕大多數業務邏輯。

取消線程操作需要用到?CancellationTokenSource?類，線程啟動時，注冊“取消憑證（Token）”，當某個子線程發生異常后，調用CancellationTokenSource的Cancel()方法，通知相關線程取消操作。以后會寫一篇CancellationToken的詳細介紹。

基礎代碼邏輯如下：

//聲明 CancellationTokenSource
using (CancellationTokenSource cancellation = new CancellationTokenSource())
{Task[] tasks = new Task[taskCount];for (int step = 0; step < steps; step++){semaphore.WaitOne();//注冊cancellation.Tokentasks[step] = Task.Factory.StartNew((data) => { woker.Work(data); }, innerData, cancellation.Token).ContinueWith((task) =>{if (task.Status == TaskStatus.Faulted){//通知取消任務cancellation.Cancel(true);throw task.Exception;}semaphore.Release();});}
}

有多線程開發經歷的小伙伴，可以看一下自己的代碼，是否有對以上幾點的處理。以上內容均來自于我個人的經驗總結，如有疏漏，歡迎小伙伴補充指正。

最后，說一下對于多線程的認識，了解二次元的小伙伴應該知道一個詞：“結界”，線程與結界有很多相似之處，一個子線程就相當于一個結界，結界內外雖處于同一空間，但卻屬于不同的世界，結界阻斷了結界內外的聯系，但又可以相互作用，更多相似處，小伙伴們自己體會。

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