這期內(nèi)容當(dāng)中小編將會給大家?guī)碛嘘P(guān)如何在C#項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)一個多線程，文章內(nèi)容豐富且以專業(yè)的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。
首先是生成 隨機(jī)數(shù)，使用 System.Random 類來生成偽隨機(jī)數(shù)（這個其實(shí)性能和效率賊低，后面再敘述）
重慶分公司
重慶分公司
private int GenerateInt32Num()
{
var num = random.Next(0, TOTAL_NUM);
return num;
}然后是插入到 List
private void AddToList(int num)
{
if (numList.Count == ENDNUM)
{
return;
}
numList.Add(num);
}如果是個 單線程的，按照上面那樣 while(true) 然后一直插入即可，可這個是個 多線程，那么需要如何處理呢？
我思考了一下，想到了之前在 CLR 中學(xué)到的 可以用 CancellationTokenSource 中的 Cancel 來通知 Task 來取消操作。所以現(xiàn)在的邏輯是，用線程池來實(shí)現(xiàn)多線程。然后傳入 CancellationTokenSource.Token 來取消任務(wù)。
最后用 Task.WhanAny() 來獲取到第一個到達(dá)此 Task 的 ID。
首先是建立 Task[] 的數(shù)組
internal void DoTheCompeteSecond()
{
Task[] tasks = new Task[10];
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
int num = i;
tasks[i] = Task.Factory.StartNew(() => AddNumToList(num, cts), cts.Token);
}
Task.WaitAny(tasks);
}然后 AddNumToList 方法是這樣定義的，
private void AddNumToList(object state, CancellationTokenSource cts)
{-
Console.WriteLine("This is the {0} thread,Current ThreadId={1}",
state,
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
while (!cts.Token.IsCancellationRequested)
{
if (GetTheListCount() == ENDNUM)
{
cts.Cancel();
Console.WriteLine("Current Thread Id={0},Current Count={1}",
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
GetTheListCount());
break;
}
var insertNum = GenerateInt32Num();
if (numList.Contains(insertNum))
{
insertNum = GenerateInt32Num();
}
AddToList(insertNum);
}
}看起來是沒有什么問題的，運(yùn)行了一下。得到了如下結(jié)果，
這應(yīng)該是昨晚運(yùn)行時得到的數(shù)據(jù)，當(dāng)時也沒有多想，就貼了上去，回答了那位提問同學(xué)的問題。但是心里有一個疑惑，為什么會同時由 兩個 Thread 同時達(dá)到了該目標(biāo)呢？
發(fā)現(xiàn)問題
今天早上到公司時，我又打開了這個 代碼，發(fā)現(xiàn)確實(shí)有點(diǎn)不對勁，于是就和我邊上 做 Go 語言開發(fā)的同學(xué)，問了問他，哪里出現(xiàn)了問題，他和我說：“你加了讀寫鎖了嗎?” 你這里有數(shù)據(jù)臟讀寫。心里面有了點(diǎn)眉目。
按照他說的，修改了一下AddToList 里面的邏輯，這時候，確實(shí)解決了上面的問題，
private void AddToList(int num)
{
rwls.EnterReadLock();
if (numList.Count == ENDNUM)
return;
rwls.ExitReadLock();
rwls.EnterWriteLock();
numList.Add(num);
rwls.ExitWriteLock();
}得到的結(jié)果如下：
完整的代碼如下所示：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Diagnostics;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
namespace CSharpFundamental
{
class MultipleThreadCompete
{
List numList = new List();
Random random = new Random();
CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
private const int ENDNUM = 1000000;
ReaderWriterLockSlim rwls = new ReaderWriterLockSlim();
internal void DoTheCompeteSecond()
{
Stopwatch sw = new Stopwatch();
sw.Start();
Task[] tasks = new Task[100];
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
int num = i;
tasks[i] = Task.Run(() => AddNumToList(num, cts), cts.Token);
}
Task.WaitAny(tasks);
Console.WriteLine("ExecuteTime={0}", sw.ElapsedMilliseconds / 1000);
}
private int GetTheListCount()
{
return numList.Count;
}
private void AddToList(int num)
{
rwls.EnterReadLock();
if (numList.Count == ENDNUM)
return;
rwls.ExitReadLock();
rwls.EnterWriteLock();
numList.Add(num);
rwls.ExitWriteLock();
}
private void AddNumToList(object state, CancellationTokenSource cts)
{
Console.WriteLine("This is the {0} thread,Current ThreadId={1}",
state,
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
while (!cts.Token.IsCancellationRequested)
{
try
{
rwls.EnterReadLock();
if (numList.Count == ENDNUM)
{
cts.Cancel();
Console.WriteLine("Current Thread Id={0},Current Count={1}",
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
GetTheListCount());
break;
}
}
finally
{
rwls.ExitReadLock();
}
var insertNum = GenerateInt32Num();
if (numList.Contains(insertNum))
{
insertNum = GenerateInt32Num();
}
AddToList(insertNum);
}
}
private int GenerateInt32Num()
{
return random.Next(1, ENDNUM);
}
}
} 這時候，那位 Go 語言的同學(xué)和我說，我們試試 1000w 的數(shù)據(jù)插入，看看需要多少時間？于是我讓他用 Go 語言實(shí)現(xiàn)了一下上面的邏輯，1000w數(shù)據(jù)用了 三分鐘，我讓他看看總共生成了多少隨機(jī)數(shù)，他查看了一下生成了 1億4千多萬的數(shù)據(jù)。
最開始我用上面的代碼來測，發(fā)現(xiàn)我插入 1000w 的數(shù)據(jù)，CPU 到100% 而且花了挺長時間，程序根本沒反應(yīng)，查看了一下我判斷重復(fù)的語句numList.Contains()
底層實(shí)現(xiàn)的代碼為:
[__DynamicallyInvokable]
public bool Contains(T item)
{
if ((object) item == null)
{
for (int index = 0; index < this._size; ++index)
{
if ((object) this._items[index] == null)
return true;
}
return false;
}
EqualityComparer equalityComparer = EqualityComparer.Default;
for (int index = 0; index < this._size; ++index)
{
if (equalityComparer.Equals(this._items[index], item))
return true;
}
return false;
} 可想而知，如果數(shù)據(jù)量很大的話，這個循環(huán)不就 及其緩慢嗎？
我于是請教了那位 GO 的同學(xué)，判斷重復(fù)的邏輯用什么來實(shí)現(xiàn)的，他和我說了一個位圖 bitmap 的概念，
我用其重寫了一下判斷重復(fù)的邏輯，代碼如下：
int[] bitmap = new int[MAX_SIZE]； var index = num % TOTAL_NUM; bitMap[index] = 1; return bitMap[num] == 1;
在添加到 List 的時候，順便插入到 bitmap 中，判斷重復(fù)只需要根據(jù)當(dāng)前元素的位置是否 等于 1 即可，
我修改代碼后，跑了一下 1000w 的數(shù)據(jù)用來 3000+ ms。
這時候，引起了他的極度懷疑，一向以高性能并發(fā) 著稱的 Go 速度竟然這么慢嗎？他一度懷疑我的邏輯有問題。
下午結(jié)束了一個階段的工作后，我又拾起了我上午寫的代碼，果不其然，發(fā)現(xiàn)了邏輯錯誤：
如下：
var insertNum = GenerateInt32Num();
if (numList.Contains(insertNum))
{
insertNum = GenerateInt32Num();
}生成隨機(jī)數(shù)這里，這里有個大問題，就是其實(shí)只判斷了一次，導(dǎo)致速度那么快，正確的寫法應(yīng)該是
while (ContainsNum(currentNum))
{
currentNum = GenerateInt32Num();
}
private int GenerateInt32Num()
{
var num = random.Next(0, TOTAL_NUM);
//Console.WriteLine(num);
return num;
}最后的代碼如下：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
namespace CSharpFundamental
{
class MultipleThreadCompete
{
List numList = new List();
Random random = new Random();
CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
private const int TOTAL_NUM = 1000000;
private const int CURRENT_THREAD_COUNT = 35;
ReaderWriterLockSlim rwls = new ReaderWriterLockSlim();
int[] bitMap = new int[TOTAL_NUM];
internal void DoTheCompete()
{
//ThreadPool.SetMinThreads(CURRENT_THREAD_COUNT, CURRENT_THREAD_COUNT);
Stopwatch sw = new Stopwatch();
sw.Start();
Task[] tasks = new Task[CURRENT_THREAD_COUNT];
for (int i = 0; i < CURRENT_THREAD_COUNT; ++i)
{
int num = i;
tasks[i] = Task.Run(() => ExecuteTheTask(num, cts), cts.Token);
}
Task.WaitAny(tasks);
Console.WriteLine("ExecuteTime={0}", sw.ElapsedMilliseconds);
}
private int GetTheListCount()
{
return numList.Count;
}
private void AddToList(int num)
{
if (numList.Count == TOTAL_NUM)
return;
numList.Add(num);
var index = num % TOTAL_NUM;
bitMap[index] = 1;
}
private void ExecuteTheTask(object state, CancellationTokenSource cts)
{
Console.WriteLine("This is the {0} thread,Current ThreadId={1}",
state,
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
while (!cts.Token.IsCancellationRequested)
{
try
{
rwls.EnterReadLock();
if (numList.Count == TOTAL_NUM)
{
cts.Cancel();
Console.WriteLine("Current Thread Id={0},Current Count={1}",
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
GetTheListCount());
break;
}
}
finally
{
rwls.ExitReadLock();
}
var currentNum = GenerateInt32Num();
while (ContainsNum(currentNum))
{
currentNum = GenerateInt32Num();
}
rwls.EnterWriteLock();
AddToList(currentNum);
rwls.ExitWriteLock();
}
}
private int GenerateInt32Num()
{
var num = random.Next(0, TOTAL_NUM);
//Console.WriteLine(num);
return num;
}
private bool ContainsNum(int num)
{
rwls.EnterReadLock();
var contains = bitMap[num] == 1;
rwls.ExitReadLock();
return contains;
}
}
} 上述就是小編為大家分享的如何在C#項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)一個多線程了，如果剛好有類似的疑惑，不妨參照上述分析進(jìn)行理解。如果想知道更多相關(guān)知識，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)成都網(wǎng)站設(shè)計公司行業(yè)資訊頻道。
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