13异步多线程（三）Parallel,线程安全

一.Parallel

和Task很像，启动多个线程计算，但是主线程也参与计算，所以它也会卡界面。它本质上相当于Task+WaitAll，只要用到了Task开启多个线程并且要WaitAll，就可以用Parallel，还可以节约一个线程(主线程参与运算)。

代码如下：

Parallel.Invoke(() => this.DoSomethingLong("btnParallel_Click_002"),() => this.DoSomethingLong("btnParallel_Click_001"),() => this.DoSomethingLong("btnParallel_Click_003"),() => this.DoSomethingLong("btnParallel_Click_004"),() => this.DoSomethingLong("btnParallel_Click_005"));

返回结果如下：

Parallel还有一些API，比如：

Parallel.For(0, 5, t =>
{this.DoSomethingLong($"btnParallel_Click_00{t}");
});

这段代码借助了for循环，和上面代码写的是一样的。还可以这样写：

Parallel.ForEach(new int[] { 0, 1, 2, 3, 4 }, t =>
{this.DoSomethingLong($"btnParallel_Click_00{t}");
});

这里有个问题，如果要循环100次请求，有100个线程给我们用吗？当然不会的，这时候要设定一个开启线程并发的最大值，开启的线程只有执行完了，下一个线程才可以执行，可以这样写：

ParallelOptions options = new ParallelOptions()
{MaxDegreeOfParallelism = 3   //最大3个线程并发任务
};Parallel.ForEach(new int[] { 0, 1, 2, 3, 4 }, options, t =>
{this.DoSomethingLong($"btnParallel_Click_00{t}");
});

执行结果如下：

如果在执行过程中还需要人工干预的话，可以加上state，并对state进行stop，break操作，比如下面：

Parallel.ForEach(new int[] { 0, 1, 2, 3, 4 }, options, (t, state) =>{this.DoSomethingLong($"btnParallel_Click_00{t}");//state.Stop();//结束全部的//state.Break();//停止当前的//return;});

二.多线程的异常处理

private void btnThreadCore_Click(object sender, EventArgs e){try{TaskFactory taskFactory = new TaskFactory();List<Task> taskList = new List<Task>();for (int i = 0; i < 20; i++){string name = string.Format($"btnThreadCore_Click_{i}");Action<object> act = t =>{//多线程内部要加try catch，处理自己的异常try{Thread.Sleep(2000);//遇上11，则会抛出异常，显示“执行失败”if (t.ToString().Equals("btnThreadCore_Click_11")){throw new Exception(string.Format($"{t} 执行失败"));}//遇上12，则会抛出异常，显示“执行失败”if (t.ToString().Equals("btnThreadCore_Click_12")){throw new Exception(string.Format($"{t} 执行失败"));}Console.WriteLine("{0} 执行成功", t);}catch (Exception ex){Console.WriteLine(ex.Message);}};taskList.Add(taskFactory.StartNew(act, name));}}catch (AggregateException aex){foreach (var item in aex.InnerExceptions){Console.WriteLine(item.Message);}}catch (Exception ex){Console.WriteLine(ex.Message);}}

显示结果：

好了，如果我们内部不抓取catch，放到外面去抓catch呢？代码这样的：

private void btnThreadCore_Click(object sender, EventArgs e){try{TaskFactory taskFactory = new TaskFactory();List<Task> taskList = new List<Task>();for (int i = 0; i < 20; i++){string name = string.Format($"btnThreadCore_Click_{i}");Action<object> act = t =>{Thread.Sleep(2000);if (t.ToString().Equals("btnThreadCore_Click_11")){throw new Exception(string.Format($"{t} 执行失败"));}if (t.ToString().Equals("btnThreadCore_Click_12")){throw new Exception(string.Format($"{t} 执行失败"));}Console.WriteLine("{0} 执行成功", t);};taskList.Add(taskFactory.StartNew(act, name));}}catch (AggregateException aex){foreach (var item in aex.InnerExceptions){Console.WriteLine(item.Message);}}catch (Exception ex){Console.WriteLine(ex.Message);}}

这样是很危险的，异常不抛出，外面获取不了，还以为全部执行成功了。

外面能不能获取到异常呢？可以的，代码如下：

private void btnThreadCore_Click(object sender, EventArgs e){try{TaskFactory taskFactory = new TaskFactory();List<Task> taskList = new List<Task>();for (int i = 0; i < 20; i++){string name = string.Format($"btnThreadCore_Click_{i}");Action<object> act = t =>{try{Thread.Sleep(2000);if (t.ToString().Equals("btnThreadCore_Click_11")){throw new Exception(string.Format($"{t} 执行失败"));}if (t.ToString().Equals("btnThreadCore_Click_12")){throw new Exception(string.Format($"{t} 执行失败"));}Console.WriteLine("{0} 执行成功", t);}catch (Exception ex){Console.WriteLine(ex.Message);}};taskList.Add(taskFactory.StartNew(act, name));}//就加这一句，意思是等待所有线程全部执行完Task.WaitAll(taskList.ToArray());}catch (AggregateException aex){foreach (var item in aex.InnerExceptions){Console.WriteLine(item.Message);}}catch (Exception ex){Console.WriteLine(ex.Message);}}

这样就可以在委托外面获取到异常了：

不过，还是不要这么做，最好用第一种方法，委托内部try catch，获取异常，因为不知道外面有没有

taskList.Add(taskFactory.StartNew(act, name)); 这个语句。

三.取消线程

场景：多个线程并发，如果一个任务失败就要求其他任务不再执行了。

线程取消不是操作线程，而是操作信号量（共享变量，多个线程都能访问到的东西，变量/数据库的数据/硬盘数据)。
每个线程在执行的过程中，经常去查看下这个信号量，然后自己结束自己，线程不能别人终止，只能自己干掉自己，延迟是少不了的。

CancellationTokenSource可以在cancel后，取消没有启动的任务

看一下执行结果：

四.多线程的临时变量

再看一个，每个循环中定义一个K，并且等于i

五.线程安全

循环10000次，TotalCount每次加1，IntList集合每次新增一个元素，那么按照原计划，打印出来，TotalCount=10000，IntLis.Count = 10000。运行后看结果：

不是预想的10000。因为是多线程，可能变量被几个线程同时在修改，所以就少了，变量应该放在多线程内部，不要共享出去，这样才是安全的。

解决多线程冲突第一个办法：lock,lock的方法块儿里面是单线程的；lock里面的代码要尽量的少
先看lock：

lock是语法糖， lock==Monitor.Enter，检查下这个变量有没有被lock 有就等着，没有就占有，然后进去执行，执行完了释放。

看一下怎样用lock改造上面的代码：

先定义一个让lock锁定的变量，是个静态的

结果：

这样就不会少了，lock对btnThreadCore_Click_Lock这个变量（变量必须是引用类型）进行锁定，其他线程如果进来，发现btnThreadCore_Click_Lock被锁定了，只有等待释放，所以 lock块中每次只允许进入一个线程，lock块变成了单线程，既然lock块变成了单线程，那么里面的代码越少越好，早点执行完。

有两个错误的使用lock的方法：

1.lock(this)

锁定了当前实例，别的地方如果要使用这个变量呢？都被锁定了，如果每个实例想要单独的锁定，用 private object

2.锁定一个字符串

比如 string a="123456"； lock(a)

a="123456"，已经被内存中分配空间了，如果下次定义了b也等于"123456"(享元模式的内存分配，字符串是唯一的)，string是引用类型，系统会把a和b当作同一个内存地址，而a已经被锁定，相当于b也被锁定了，如果此时有线程想锁定b，就只能等待。

解决多线程冲突第二个办法：没有冲突，从数据上隔离开，即线程之间不要有共享数据，每个线程之间不要数据交叉，各自处理自己的数据，这样就避免了冲突。

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