买椟还珠

上一篇《C#中多线程的那点事儿-Thread入门》，我们掰扯了一下Thread的最基本用法。

我们说到，多线程，可以利用CPU的多个核心，并行执行，从而提升程序的效率。

有个聪明的同学，小明，向我问到：那是不是线程开得越多，程序运行就越快呢？

为了搞明白这个问题，外老师专门写了个测试程序，用来掰扯掰扯多线程的代价那点事。

实例演练

先来一个Data类，模拟某种数据：

class Data{    public Data(int id)    {        ID = id;    }    public int ID { get; set; }    public void DoSomeThing()    {        ID += 1;    }}

Data.DoSomeThing模拟某种操作，这里简单在做一个加法。

然后我们生成一批测试数据：

static IList MakeData(){    var dataNum = 100;    var datas = new List(dataNum);    for (int i = 0; i < dataNum; i++)    {        datas.Add(new Data(i));    }    return datas;}

下面用单线程调用全部数据的DoSomeThing方法，来模拟批量数据处理：

static void SingleThread(IList datas){    foreach (var item in datas)    {        item.DoSomeThing();    }}

下面是一个不正确的多线程模拟批量数据处理的函数：

static void MultiThread(IList datas){    foreach (var item in datas)    {        var thd = new System.Threading.Thread(            () => item.DoSomeThing());        thd.Start();        // 这里先不管 thd.Join();        // 也不要求 DoSomeThing 始终执行    }}

然后编写测试程序，对以上两个函数进行执行速度比较：

static void Main(string[] args){    Console.WriteLine("Hello Thread World!");    var dts = MakeData();    var sw = new Stopwatch();    sw.Start();    SingleThread(dts);    sw.Stop();    Console.WriteLine($"Single Thread Time Costs: {sw.ElapsedTicks}");    sw.Restart();    MultiThread(dts);    sw.Stop();    Console.WriteLine($"Multi Thread Time Costs: {sw.ElapsedTicks}");    Console.ReadKey();}

由于我们的数据量不大，我们使用CPU的ticks数量，来计时(要不然看不出来区别)，相信有经验的同学，已经知晓运行结果了：

多线程反而更慢

可以看到，多线程运行消耗的时间，是单线程的200倍！而且我们还没有等待所有线程执行完毕。是不是让人大跌眼镜！

小明看到这里，心里已经有了初步的答案了。但是外老师还是从他满脸的问号当中，看出了他心中的疑惑：这是什么呢？

线程的代价

上面是一个极端的反面教材，我的目的，就是要让大家意识到，多线程不是万能的。有的时候，开启10个线程，远远达不到10倍的执行速度提升的效果。

这背后的原因，是因为创建线程是有代价的！而且这个代价非常的昂贵。那不是一般的昂贵！

• 线程需要的内存

我们再来写一个测试程序，在程序中开启一定数量的空线程(尽量保证线程执行的代码不再占用额外的内存)，然后调整线程的数量，来观察线程的内存占用情况：

static void Main(){    Console.WriteLine("Hello Thread World!");    var thds = new List();    var thdnum = 100;  // 线程数量    for (int i = 0; i < thdnum; i++)    {        var t = new System.Threading.Thread(TestThread);        t.Start();        thds.Add(t);    }    Console.WriteLine("Thread Finished!");    Console.ReadKey();}static void TestThread(){    Console.ReadKey();}

上面是100个空线程，编译程序，并在Release模式下运行，查看内存的占用情况如下：

100个线程的内存占用

可以看到，占用的内存并不多，只有14.0MB。然后我们将线程数量调整为1万个试试：

1万个线程的内存占用

我们看到内存从14.0MB上升到了306.1MB，看起来感觉还不错，内存占用不是特别离谱。但是我的电脑，已经有明显的卡顿了！

我掏出计算器算了算，一个线程占用的内存约为：0.03MB，也就是30KB的样子：

单个线程平均内存占用

可能有同学要说了，感觉还行，可以接受！但是当我尝试开启10万个线程的时候，卡了很久，也没有成功！而且电脑变得几乎不可操作了，基本卡住不动了！无奈我只好强制结束了测试程序的进程。

MMP

也就是说，用C#来处理类似游戏这类长连接的场景的话，其同时连接的用户数，很难突破10万。当然，真正的游戏后台，一般不会选择C#来做。而是选择更高效的C++或者其他语言。

聪明小明，又问道：这30KB的内存，线程拿去做什么了呢？

其实就是用来保存线程的上下文的。比如堆栈信息，局部变量等等。这此信息，CPU在进行不同线程的切换执行的时候，需要用来恢复线程的状态。

• 线程需要的CPU

现在我们再回到最开始的示例，示例中，多线程花费的时间，比单线程要多得多得多，多了好几个数量级。这在程序界，是非常大的性能差异。

其实线程除了需要内存还支撑之外，还需要占用大量的CPU资源。主要是操作系统调度这些线程，执行线程的上下文切换等工作，也需要占用大量CPU资源。

还有很重要的一点，在销毁线程的时候，同样会耗费大量CPU资源。

所以如果我们的程序中的任务，是非常简单的任务，千万不能一个任务开启一个线程。因为线程本身的开销，要远大于我们的任务本身的开销。不能为了多线程这个漂亮盒子，而去做买椟还珠的愚蠢买卖。

总结

好了，说了这么多，只是向大家说明，线程的内存和CPU的占用情况。内存和CPU是我们电脑中非常稀缺的宝贵资源，一定要将好钢用到刀刃上。而不是将其浪费在毫无意义的多线程上下文切换上面。

希望大家可以意识到这个昂贵的代价，不要随意滥用线程。

小明默默的点头

这时我看到小明，在那默默的望着我点头，怀里还抱着个大红包，这是要送给外老师吗？

踩坑记录

实在是太基础了，没有踩到坑！

下期预告

下面是给同学们准备的干货，陆续发货中哦：

ThreadPool

多个线程之间的资源共享问题

多线程死锁问题

Task

Parallel

await/async

Linq与PLinq (ParallelEnumerable)

。。。 。。。