c#: 线程状态和管理之线程的休眠、挂起和中断

环境：

window 10
.NetFramework 4.7
vs2019 16.4.5

一、线程的状态

线程的状态可以从枚举ThreadState中查看到：

public enum ThreadState
{Running = 0x0,StopRequested = 0x1,SuspendRequested = 0x2,Background = 0x4,Unstarted = 0x8,Stopped = 0x10,WaitSleepJoin = 0x20,Suspended = 0x40,AbortRequested = 0x80,Aborted = 0x100
}

我们先抛开Background不谈，说一下其他的九种状态：

Unstarted ：
当我们var thread = new Thread(()=>{})执行后，这个线程就被创建了，此时它并不会被cpu执行，它的状态为：Unstarted
Running ：
当我们调用thread.Start()方法后，这个线程就安排给cpu调用了，此时它的状态为Running
Stopped、StopRequested ：
当我们创建的线程正常执行后，它没代码执行了，也就是死掉了，此时它的状态为Stopped ，注意：这里说的是正常执行完毕，并不是被强制终止(thead.Abort())。至于StopRequested，从名字可以看出它是处于Stopped状态之前的，可能是速度太快，我调试的时候并没有捕获到。最后，线程结束后不能重新发起
WaitSleepJoin :
这种状态也称之为休眠状态，由thread.Join()或Thread.Sleep()引发，前者是主线程调用子线程的Join方法导致主线程阻塞（直到子线程执行完毕才能解除阻塞）并切换到WaitSleepJoin状态，后者是子线程内部调用Sleep方法导致子线程休眠并切换到WaitSleepJoin状态。从这个方法的名字中也可以看到它主要是由Join和Sleep方法引起的线程休眠（程序锁也会导致休眠），而解除这种状态的方法是thread.Interrupt()。注意：thread.Interrupt()会导致线程在阻塞处抛出异常，注意捕捉。
Suspended、SuspendRequested：（挂起操作不被建议使用，标记为废弃的api，.netcore中不支持Suspend/Resume方法的调用）
线程被挂起时的状态，由thread.Suspend()引发。注意：进程的挂起和休眠不是一个意思，线程的休眠必须指定休眠的时间，时间一到就自动解除休眠，而挂起则不然，它必须被其他线程解除挂起才行，也可以这样说：线程的休眠是线程本身根据需要引发的，而挂起则是由管理者决定的。当一个线程处于WaitSleepJoin状态时管理者仍然可以将这个线程标记为挂起，只不过这个由于线程已经自己休眠了，所以就暂时安排个SuspendRequested状态，等它的休眠期已过就立刻打上Suspend状态。还有一个重要的地方，线程被挂起时会抛出异常，如果没有处理线程就会死掉，如果处理了，代码的执行位置就会改变，这一点和休眠是很不同的。最后，处于Suspend状态的线程只能由管理者调用Resume()方法解除挂起
Aborted、AbortRequested（结束线程最好的方法是通过信号灯让线程自己中断，而不是强制Abort：C# Thread.Abort方法真的让线程停止了吗？，.netcore中不支持Abort方法的调用）
线程被终止状态，这个和Stopped不同，Stopped是正常执行完毕，而Aborted是被强制终止并抛出异常。

注意：
不要使用Suspend和Resume方法来同步线程的活动。当你Suspend线程时，您无法知道线程正在执行什么代码。如果在安全权限评估期间线程持有锁时挂起线程，则AppDomain中的其他线程可能会被阻塞。如果线程在执行类构造函数时Suspend，则试图使用该类的AppDomain中的其他线程将被阻塞。死锁很容易发生。

二、测试代码

2.1 测试Join()方法阻塞主线程

using System;
using System.Collections;
using System.Data;
using System.IO;
using System.Threading;
namespace TestDI
{class Program{public static void Main(string[] args){Test6();Console.WriteLine("ok");Console.ReadLine();}private static void Test6(){var threadMain = Thread.CurrentThread;var thread = new Thread(() =>{Thread.Sleep(2000);for (int i = 0; i < 10000; i++){File.AppendAllText("d:\\temp.txt", i + "\r\n");}//由于这个线程被主线程执行thread.Join()，从而导致主线程被阻塞，所以主线程状态为：WaitSleepJoinConsole.WriteLine("主线程状态:" + threadMain.ThreadState);});//线程thread刚被创建，还未启动，状态为：UnstartedConsole.WriteLine(thread.ThreadState);thread.Start();//线程thread启动后，线程的状态变为：RunningConsole.WriteLine(thread.ThreadState);Thread.Sleep(1000);//线程thread此时执行到Thread.Sleep(2000);，状态为：WaitSleepJoinConsole.WriteLine(thread.ThreadState);thread.Join();//线程被执行了Join导致此处代码被阻塞，这里获取的状态肯定是StoppedConsole.WriteLine(thread.ThreadState);//主线程状态也从WaitSleepJoin改为RunningConsole.WriteLine("主线程：" + threadMain.ThreadState);}}
}

输出效果：

2.2 测试Abort()方法终止线程

.netcore不支持Abort，而且线程的正确终止方法应该是通过信号灯让线程本身结束，而不是强制结束，因为你无法预测线程正在做什么！

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;namespace ConsoleApp1
{class Program{static void Main(string[] args){Test5();Console.WriteLine("ok");Console.ReadLine();}private static void Test5(){var thread = new Thread(() =>{try{Thread.Sleep(2000);}catch (Exception ex){Console.WriteLine("异常:" + ex.Message);}for (int i = 0; i < 10000; i++){File.AppendAllText("d:\\temp.txt", i + "\r\n");}});//线程thread刚被创建，还未启动，状态为：UnstartedConsole.WriteLine(thread.ThreadState);thread.Start();//线程thread启动后，线程的状态变为：RunningConsole.WriteLine(thread.ThreadState);Thread.Sleep(1000);//线程thread此时执行了Thread.Sleep(2000);，状态为：WaitSleepJoinConsole.WriteLine(thread.ThreadState);thread.Abort();Thread.Sleep(500);//线程thread已经Aborted了Console.WriteLine(thread.ThreadState);}}
}

输出效果：

2.3 测试线程的挂起和休眠的叠加状态: 先从休眠中唤醒再解除挂起

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;namespace ConsoleApp1
{class Program{static void Main(string[] args){Test4();Console.WriteLine("ok");Console.ReadLine();}private static void Test4(){var thread = new Thread(() =>{try{Thread.Sleep(2000);}catch (Exception ex){Console.WriteLine("异常:" + ex.Message);}for (int i = 0; i < 1000; i++){File.AppendAllText("d:\\temp.txt", i + "\r\n");}});//线程thread刚被创建，还未启动，状态为：UnstartedConsole.WriteLine(thread.ThreadState);thread.Start();//线程thread启动后，线程的状态变为：RunningConsole.WriteLine(thread.ThreadState);Thread.Sleep(1000);//线程thread此时执行了Thread.Sleep(2000);，状态为：WaitSleepJoinConsole.WriteLine(thread.ThreadState);thread.Suspend();Thread.Sleep(500);//线程thread被执行Suspend()，状态为SuspendRequested, WaitSleepJoin，并引发异常Console.WriteLine(thread.ThreadState);if (thread.ThreadState == (ThreadState.SuspendRequested | ThreadState.WaitSleepJoin)){Console.WriteLine("ThreadState.SuspendRequested | ThreadState.WaitSleepJoin\t" + true);}Thread.Sleep(1500);//线程thread此时已从Sleep中苏醒，状态为SuspendConsole.WriteLine(thread.ThreadState);thread.Resume();Thread.Sleep(500);//线程thread被执行Resume()，状态为RunningConsole.WriteLine(thread.ThreadState);Thread.Sleep(10000);//线程thread已经执行完毕，状态为StoppedConsole.WriteLine(thread.ThreadState);}}
}

输出效果：

2.4 测试线程的挂起和休眠的叠加状态: 先解除挂起再从休眠中唤醒

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;namespace ConsoleApp1
{class Program{static void Main(string[] args){Test3();Console.WriteLine("ok");Console.ReadLine();}/// <summary>/// 测试线程状态Unstarted->Running->WaitSleepJoin->SuspendRequested, WaitSleepJoin->WaitSleepJoin->Running->Stopped/// 线程先睡眠再挂起，然后解除挂起，然后自动唤醒/// .netcore不支持Suspend/Resume，而且这两个方法已经标记为废弃的api/// </summary>private static void Test3(){var thread = new Thread(() =>{try{Thread.Sleep(2000);}catch (Exception ex){Console.WriteLine("异常:" + ex.Message);}for (int i = 0; i < 1000; i++){File.AppendAllText("d:\\temp.txt", i + "\r\n");}});//线程thread刚被创建，还未启动，状态为：UnstartedConsole.WriteLine(thread.ThreadState);thread.Start();//线程thread启动后，线程的状态变为：RunningConsole.WriteLine(thread.ThreadState);Thread.Sleep(1000);//线程thread此时执行了Thread.Sleep(2000);，状态为：WaitSleepJoinConsole.WriteLine(thread.ThreadState);thread.Suspend();Thread.Sleep(500);//线程thread被执行Suspend()，状态为SuspendRequested, WaitSleepJoinConsole.WriteLine(thread.ThreadState);thread.Resume();Thread.Sleep(500);//线程thread被执行Resume()，状态为WaitSleepJoinConsole.WriteLine(thread.ThreadState);Thread.Sleep(2000);//线程thread已经从Sleep中苏醒，状态为RunningConsole.WriteLine(thread.ThreadState);Thread.Sleep(8000);//线程thread已经执行完毕，状态为StoppedConsole.WriteLine(thread.ThreadState);}}
}

输出效果：

2.5 测试线程休眠后使用Interrupt方法唤醒

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;namespace ConsoleApp1
{class Program{static void Main(string[] args){Test2();Console.WriteLine("ok");Console.ReadLine();}/// <summary>/// 测试线程状态Unstarted->Running->WaitSleepJoin->Running->Stopped/// 休眠后使用Interrupt方法唤醒/// </summary>private static void Test2(){var thread = new Thread(() =>{try{Thread.Sleep(2000);}catch (Exception ex){Console.WriteLine(ex.Message);}for (int i = 0; i < 1000; i++){File.AppendAllText("d:\\temp.txt", i + "\r\n");}});//线程thread刚被创建，还未启动，状态为：UnstartedConsole.WriteLine(thread.ThreadState);thread.Start();//线程thread启动后，线程的状态变为：RunningConsole.WriteLine(thread.ThreadState);Thread.Sleep(1000);//线程thread此时执行了Thread.Sleep(2000);，状态为：WaitSleepJoinConsole.WriteLine(thread.ThreadState);thread.Interrupt();Thread.Sleep(100);//线程thread被执行Interrupt()，状态为RunningConsole.WriteLine(thread.ThreadState);Thread.Sleep(10 * 1000);//线程thread已经执行完毕，状态为StoppedConsole.WriteLine(thread.ThreadState);}}
}

输出效果：

2.6 测试线程休眠后自动唤醒

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;namespace ConsoleApp1
{class Program{static void Main(string[] args){Test1();Console.WriteLine("ok");Console.ReadLine();}/// <summary>/// 测试线程状态Unstarted->Running->WaitSleepJoin->Running->Stopped/// 休眠到期后自动唤醒/// </summary>private static void Test1(){var thread = new Thread(() =>{Thread.Sleep(2000);for (int i = 0; i < 1000; i++){File.AppendAllText("d:\\temp.txt", i + "\r\n");}});//线程thread刚被创建，还未启动，状态为：UnstartedConsole.WriteLine(thread.ThreadState);thread.Start();//线程thread启动后，线程的状态变为：RunningConsole.WriteLine(thread.ThreadState);Thread.Sleep(1000);//线程thread此时执行了Thread.Sleep(2000);，状态为：WaitSleepJoinConsole.WriteLine(thread.ThreadState);Thread.Sleep(1500);//线程thread此时正在运行，状态为RunningConsole.WriteLine(thread.ThreadState);Thread.Sleep(8000);//线程thread此时已经运行完毕，状态为StoppedConsole.WriteLine(thread.ThreadState);}}
}

输出效果：

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二、测试代码

2.1 测试Join()方法阻塞主线程

2.2 测试Abort()方法终止线程

2.3 测试线程的挂起和休眠的叠加状态: 先从休眠中唤醒再解除挂起

2.4 测试线程的挂起和休眠的叠加状态: 先解除挂起再从休眠中唤醒

2.5 测试线程休眠后使用Interrupt方法唤醒

2.6 测试线程休眠后自动唤醒

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