建议79：使用ThreadPool或BackgroundWorker代替Thread

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《编写高质量代码：改善C#程序的157个建议》第6章异步、多线程、任务和并行，本章将通过具体的实例，让我们熟悉异步、多线程、任务和并行。我们会了解到异步的实质、任务的实质，以及为什么有了任务还需要一个并行类（Parallel）等问题。同时，本章内容还会告诉我们如何优雅地控制线程，并且处理任务和并行中的异常。本节为大家介绍建议79：使用ThreadPool或BackgroundWorker代替Thread。

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建议79：使用ThreadPool或BackgroundWorker代替Thread

使用线程能极大地提升用户体验度，但是作为开发者应该注意到，线程的开销是很大的。

线程的空间开销来自：

1）线程内核对象（Thread Kernel Object）。每个线程都会创建一个这样的对象，它主要包含线程上下文信息，在32位系统中，它所占用的内存在700字节左右。

2）线程环境块（Thread Environment Block）。TEB包括线程的异常处理链，32位系统中占用4KB内存。

3）用户模式栈（User Mode Stack），即线程栈。线程栈用于保存方法的参数、局部变量和返回值。每个线程栈占用1024KB的内存。要用完这些内存很简单，写一个不能结束的递归方法，让方法参数和返回值不停地消耗内存，很快就会发生OutOfMemoryException。

4）内核模式栈（Kernel Mode Stack）。当调用操作系统的内核模式函数时，系统会将函数参数从用户模式栈复制到内核模式栈。在32位系统中，内核模式栈会占用12KB内存。

线程的时间开销来自：

1）线程创建的时候，系统相继初始化以上这些内存空间。

2）接着CLR会调用所有加载DLL的DLLMain方法，并传递连接标志（线程终止的时候，也会调用DLL的DLLMain方法，并传递分离标志）。

3）线程上下文切换。一个系统中会加载很多的进程，而一个进程又包含若干个线程。但是一个cpu在任何时候都只能有一个线程在执行。为了让每个线程看上去都在运行，系统会不断地切换“线程上下文”：每个线程大概得到几十毫秒的执行时间片，然后就会切换到下一个线程了。这个过程大概又分为以下5个步骤：

步骤1　进入内核模式。

步骤2　将上下文信息（主要是一些cpu 寄存器信息）保存到正在执行的线程内核对象上。

步骤3　系统获取一个 Spinlock，并确定下一个要执行的线程，然后释放 Spinlock。如果下一个线程不在同一个进程内，则需要进行虚拟地址交换。

步骤4　从将被执行的线程内核对象上载入上下文信息。

步骤5　离开内核模式。

由于要进行如此多的工作，所以创建和销毁一个线程就意味着代价“昂贵”。为了避免程序员无节制地使用线程，微软开发了“线程池”技术。简单来说，线程池就是替开发人员管理工作线程。当一项工作完毕时，CLR不会销毁这个线程，而是会保留这个线程一段时间，看是否有别的工作需要这个线程。至于何时销毁或新起线程，由CLR根据自身的算法来做这个决定。所以，如果我们要多线程编码，不应想到：

   

Thread?t?=?new?Thread(()?=>?
????{ ?
????????//工作代码 ?
????}); ?
t.Start();?

ThreadPool.QueueUserWorkItem((objState)?=>?
{ ?
????//工作代码 ?
},?null);?

线程池技术能让我们重点关注业务的实现，而不是线程的性能测试。

本建议还提到了一个类型BackgroundWorker。BackgroundWorker是在内部使用了线程池的技术；同时，在Winform或WPF编码中，它还给工作线程和UI线程提供了交互的能力。如果我们稍加注意，就会发现：Thread和ThreadPool默认都没有提供这种交互能力，而BackgroundWorker却通过事件提供了这种能力。这种能力包括：报告进度、支持完成回调、取消任务、暂停任务等。一个使用BackgroundWorker的简单示例如下：

private?BackgroundWorker?worker; ?
?
private?void?startAsyncButton_Click(System.Object?sender,?
????System.EventArgs?e) ?
{ ?
????worker.DoWork?+=?new?DoWorkEventHandler(worker_DoWork); ?
????worker.ProgressChanged?+=?new? ?
????????ProgressChangedEventHandler(worker_ProgressChanged); ?
????worker.RunWorkerAsync(); ?
} ?
?
private?void?worker_DoWork(object?sender,?DoWorkEventArgs?e) ?
{ ?

????BackgroundWorker?worker?=?sender?as?BackgroundWorker; ?


????for?(int?i?=?0;?i?<?10;?i++) ?

????{ ?
????????worker.ReportProgress(i); ?
????????Thread.Sleep(100); ?
????} ?
} ?
?
private?void?worker_ProgressChanged(object?sender,?ProgressChangedEventArgs?e) ?
{ ?

????this.label1.Text?=?e.ProgressPercentage.ToString(); ?

}?

该示例是一个Winform窗体程序，正在从事Winform或WPF开发的人员，可考虑使用BackgroundWorker。

（编辑：北几岛）

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