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前言

線程是計算機中的一個基本概念，它允許多個操作同時運行，從而充分利用可用資源，并提高程序性能。在 C# 中， System.Threading 命名空間提供了一組豐富的類來管理和控制線程。在這篇文章中，我們將通過示例從基本概念到高級概念，探索 C# 中的線程。

什么是線程?

線程是進程內的最小執行單元。每個線程都有自己的堆棧和局部變量。在 C# 中，主線程是執行 Main 方法的線程。不過，您可以創建額外的線程來并行運行任務。

創建線程

要在 C# 中創建線程，可以使用 System.Threading 命名空間中的 Thread 類。

using System;
using System.Threading;

class Program
{
    static void Main()
    {
        Thread newThread = new Thread(new ThreadStart(PrintNumbers));
        newThread.Start();
    }

    static void PrintNumbers()
    {
        for (int i = 1; i <= 5; i++)
        {
            Console.WriteLine(i);
        }
    }
}

在上面的示例中，我們創建了一個新線程，來運行 PrintNumbers 方法。

線程生命周期

線程在其生命周期中會經歷各種狀態：

Unstarted

線程已創建但未啟動。

Running

線程當前正在執行。

WaitSleepJoin

線程被阻塞，等待某些條件。

Stopped

線程已完成執行或已中止。

您可以使用 ThreadState 屬性檢查線程的狀態。

線程同步

當多個線程訪問共享資源時，可能會出現競爭條件。為了防止這種情況，您可以使用同步技術。

Lock 鎖

lock 關鍵字可以確保一個線程在臨界區時，另一個線程不進入臨界區。

private static object _lock = new object();

static void SafePrint(string message)
{
    lock (_lock)
    {
        Console.WriteLine(message);
    }
}

Mutex 互斥鎖

互斥鎖類似于鎖，但可以跨多個進程工作。

using (Mutex mutex = new Mutex(false, "MyMutexName"))
{
    mutex.WaitOne();
    // ...
    mutex.ReleaseMutex();
}

高級線程概念

Thread Pooling 線程池

您可以使用線程池，ThreadPool 類允許您對任務進行排隊，它會自動管理各個線程。

ThreadPool.QueueUserWorkItem((state) => {
    Console.WriteLine("This is running in a thread pool thread.");
});

Tasks 任務

任務代表異步操作。它們構建在線程池之上，并提供更高級別的并發處理方式。

using System.Threading.Tasks;

Task.Run(() => {
    Console.WriteLine("This is running in a task.");
});

Parallel Loops 并行循環

Parallel 類提供了一種并行化循環的方法，使它們在多核系統上運行得更快。

Parallel.For(0, 10, i => {
    Console.WriteLine($"Parallel loop iteration: {i}");
});

總結

C# 中的線程提供了一種利用并發性來提高應用程序性能的強大方法。無論您是剛剛入門還是希望深入研究高級概念， System.Threading 命名空間提供了您所需的所有工具。，希望對您有用！