在项目中如果是web请求时候,IIS会自动分配一个线程来进行处理,如果很多个应用程序共享公用一个IIS的时候,线程分配可能会出现一个问题(当然也是我的需求造成的)
之前在做项目的时候,有一个需求,就是当程序启动的时候,希望能够启动一定数目的线程,然后每一个线程始终都是在运行的状态,不进行释放,然后循环去做一些事情。那么IIS的线程管理可能就不是我想要的,因为我想我的一些程序,只用我开启的线程来做工作。也就是说我想模拟一个线程池,每次有一个调用的时候从自定义线程池中取出一个,用完再放回去。
谈谈我的思路:
1.程序一启动就通过for循环来创建,一定数目的线程(这个数目是可以配置的)
2.至少要有三个容器来存储线程,分别是工作线程队列和空闲线程队列以及等待队列
3.使用线程中的AutoResetEvent类,初始每一个线程都是unsignaled状态,线程一启动就一直在循环调用WaitOne()方法,那么每次外部调用的时候,都调用一次这个类实例对象的set,线程然后就可以继续做下面的工作了。
4.至少两个方法:
第一个开放给外部,让外部的方法能够被传入执行,然后这个方法能够判断空闲队列,等待队列,以及工作队列的状态,如果传入的时候发现,空闲队列有空闲的线程就直接,将任务委托给空闲队列的一个线程执行,否则把它放到等待队列。
第二个方法,需要能够将工作完成的线程从工作队列移动到空闲队列,然后判断一下等待队列是不是有任务,有的话就交给空闲队列里面的线程来执行。
体思路如上,可以试试先写一下。
1.因为每个线程都有一个AutoResetEvent的实例,所以最好把Thread进行封装,变成我们自己的Thread。
1 public class Task 2 { 3 #region Variable 4 //一个AutoResetEvent实例 5 private AutoResetEvent _locks = new AutoResetEvent(false); 6 //一个Thread实例 7 private Thread _thread; 8 // 绑定回调方法,就是外部实际执行的任务 9 public Action _taskAction; 10 11 //定义一个事件用来绑定工作完成后的操作,也就是4中所说的工作队列向空闲队列移动12 public event ActionWorkComplete;13 14 /// 15 ///设置线程拥有的Key16 /// 17 public string Key { get; set; }18 19 #endregion20 21 //线程需要做的工作22 private void Work()23 {24 while (true)25 {26 //判断信号状态,如果有set那么 _locks.WaitOne()后的程序就继续执行27 _locks.WaitOne();28 _taskAction();29 //执行事件30 WorkComplete(this);31 }32 }33 34 #region event35 //构造函数36 public Task()37 {38 //スレッドオブジェクトを初期化する39 _thread = new Thread(Work);40 _thread.IsBackground = true;41 Key = Guid.NewGuid().ToString();42 //线程开始执行43 _thread.Start();44 }45 46 //Set开起信号47 public void Active()48 {49 _locks.Set();50 }51 52 #endregion53 }
解释:上面那个Key的作用,因为多个线程同时进行的时候,我们并不知道哪一个线程的工作先执行完,所以说上面的工作队列,实际上应该用一个字典来保存,这样我们就能在一个线程结束工作之后,通过这 里的KEY(每个线程不一样),来进行定位了。
2.线程封装好了,然后就可以实现线程池了
1 public class TaskPool 2 { 3 4 #region Variable 5 //创建的线程数 6 private int _threadCount; 7 //空闲线程队列 8 private Queue_freeQueue; 9 //工作线程字典(为什么?)10 private Dictionary _workingDictionary;11 //空闲队列,存放需要被执行的外部函数12 private Queue _waitQueue;13 #endregion14 15 #region Event16 //自定义线程池的构造函数17 public TaskPool()18 { 19 _workingDictionary = new Dictionary ();20 _freeQueue = new Queue ();21 _waitQueue = new Queue ();22 _threadCount = 10;23 24 Task task = null;25 //产生固定数目的线程26 for (int i = 0; i < _threadCount; i++)27 {28 task = new Task();29 //给每一个任务绑定事件30 task.WorkComplete += new Action (WorkComplete); 31 //将每一个新创建的线程放入空闲队列中32 _freeQueue.Enqueue(task);33 }34 }35 36 //线程任务完成之后的工作37 void WorkComplete(Task obj)38 {39 lock (this)40 {41 //将线程从字典中排除42 _workingDictionary.Remove(obj.Key);43 //将该线程放入空闲队列44 _freeQueue.Enqueue(obj);45 46 //判断是否等待队列中有任务未完成47 if (_waitQueue.Count > 0)48 {49 //取出一个任务50 Action item = _waitQueue.Dequeue();51 Task newTask = null;52 //空闲队列中取出一个线程53 newTask = _freeQueue.Dequeue();54 // 线程执行任务55 newTask._taskAction = item;56 //把线程放入到工作队列当中57 _workingDictionary.Add(newTask.Key, newTask);58 //设置信号量59 newTask.Active();60 return;61 }62 else63 {64 return;65 }66 }67 }68 69 //添加任务到线程池70 public void AddTaskItem(Action taskItem)71 {72 lock (this)73 {74 Task task = null;75 //判断空闲队列是否存在线程76 if (_freeQueue.Count > 0)77 {78 //存在线程,取出一个线程79 task = _freeQueue.Dequeue();80 //将该线程放入工作队列81 _workingDictionary.Add(task.Key, task);82 //执行传入的任务83 task._taskAction = taskItem;84 //设置信号量85 task.Active();86 return;87 }88 else89 {90 //空闲队列中没有空闲线程,就把任务放到等待队列中91 _waitQueue.Enqueue(taskItem);92 return;93 }94 }95 }96 #endregion97 98 }
解释:这里的两个方法,基本符合我的设想,注意每一个方法里面都有lock操作,这就保证了,多个线程进行操作相同的队列对象的时候,能够进行互斥。保证一个时间只有一个线程在操作。
测试代码:
class Program { static void Main(string[] args) { TaskPool _taskPool = new TaskPool(); Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); for (var i = 0; i < 20; i++) { _taskPool.AddTaskItem(Print); } Console.Read(); } public static void Print() { Console.WriteLine("Do Something!"); } }}
这里我执行了20次print操作,看看结果是啥:
从图中看到20次确实执行了,但是看不到线程是哪些,稍微修改一下自定义的线程池。
1.在自定义线程的构造函数中添加:如下代码,查看哪些线程被创建了
1 public Task()2 {3 _thread = new Thread(Work);4 _thread.IsBackground = true;5 Key = Guid.NewGuid().ToString();6 //线程开始执行7 _thread.Start();8 Console.WriteLine("Thread:"+_thread.ManagedThreadId+" has been created!");9 }
2.在线程完成工作方法之后添加如下代码,查看哪些线程参与执行任务
1 private void Work() 2 { 3 while (true) 4 { 5 //判断信号状态,如果有set那么 _locks.WaitOne()后的程序就继续执行 6 _locks.WaitOne(); 7 _taskAction(); 8 Console.WriteLine("Thread:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId+"workComplete"); 9 //执行事件10 WorkComplete(this);11 }12 }
3.修改客户端程序
1 class Program 2 { 3 static void Main(string[] args) 4 { 5 TaskPool _taskPool = new TaskPool(); 6 7 for (var i = 0; i < 20; i++) 8 { 9 _taskPool.AddTaskItem(Print);10 }11 Console.Read();12 }13 14 public static void Print()15 {16 Thread.Sleep(10000);17 }18 19 }
测试结果:
从结果可以看到,开始和执行的线程都是固定的那10个,所以这个程序是可用的。