25线程基础-CLR

由CLR via C#(第三版) ，摘抄记录...

1、线程是CPU的虚拟化，windows为每个进程提供专用线程（CPU）
2、线程开销：内存和时间。
线程内核对象—OS为系统中创建的每个线程都分配并初始化这种数据结构之一。其中包含对线程进行描述的属性，和上下文。上下文是内存块，x86的是约700字节，x64是约1240，ia64是2500。
线程环境块TEB，用户模式中的内存块（应用程序代码能快速访问的空间），一个TEB一个内存页，x86和x64都是4KB，IA64是8KB。 TEB包含线程的异常处理链首(head)。进入每一个try都在后面插入一个节点，退出try时删除该节点。 TEB还包含线程的本地存储 数据，以及GDI和OpenGL图形使用的数据。
用户模式栈 存储传递给方法的局部变量和实参，还包含一个地址，指出方法返回时，线程从何处执行。默认1MB。
内核模式栈 32位windows下为12KB，64的是24KB。
DLL线程连接和线程分离通知 windows策略决定。。C#和其他托管语言的DLL没有DLLMain函数，不收通知，这提升性能。

3、windows只将一个线程分配给一个CPU，允许其运行一个 时间片 ，上下文切换。
切换：将cpu寄存器的值保存内核对象内部的上下文结构中，选出一个新线程供调度，将其内的上下文结构值加载到CPU。
大约每30毫秒执行一次切换。净开销。而且还会切换高速缓存cache。尽可能避免切换。
时间片结束时，如果windows决定再调度同一线程，就没有切换。这显著改进性能。

4、垃圾回收时，CLR暂停所有线程，遍历他们的栈进行标记，再遍历栈，再恢复所有线程。所以，减少线程数量会显著提升垃圾回收器的性能。调试时也挂起，线程越多，调试体验越差。
单个线程不会在多个内核CPU上调度，应在确保响应能力的同时创建尽量少的线程。理性使用线程。

5、超线程CPU，芯片中包含2组架构状态，只有一组在执行，对于windows，看起来像是2个CPU，所有windows会同时调度2个线程。芯片一次只能执行一个。

6、NUMA架构机器，(略)

7、CLR线程和windows线程： CLR使用的是windows的线程处理能力。一个CLR线程直接对应一个windows线程。

8、使用专用线程执行异步的计算限制操作。

　　建议避免采用，应尽量使用CLR的线程池来执行异步计算限制操作。

　　显示创建自己线程的条件：

　　　　优先级高，不建议更改线程池的优先级；

　　　　表现为一个前台线程，防止应用程序在线程结束它的任务之前终止。线程池中的是后台线程。

　　　　一个计算限制的任务需要长时间运行。

　　　　要调用Abort方法提前终止它。

　　Thread.Join()等待线程终结。

9、使用线程的理由 　　　　代码隔离健壮性，简化编码，并发。

　　观点改变，CPU计算能力富余，应大胆消费。

10、线程调度和优先级 　

　　抢占式操作系统，使用算法判断在什么时间调度哪些线程多少时间。

　　一个时间片后，windows检查现有所有线程内核对象，有资源的适合调度。从spy++可以查看切换的次数。线程在任何时间可以被抢占，windows调度另一个。你不能阻止其他线程的运行。

所以，windows是抢占式操作系统，不是实时操作系统，CLR使托管代码的行为更不实时。比如：DLL的JIT加载，代码的JIT编译，GC无法预测的介入。

线程优先级从0（最低）-31（最高），系统启动时有个为0的零页线程的特殊线程，唯一一个0的线程，在没有其他进程要调度时，将系统RAM所有空闲页清零。

　　优先级类(priority class) ：Idle,Below Normal,Normal,Above Normal,High和Realtime。 优先级类是用于进程的。每个线程的优先级取决于 他所属的进程的优先级类和在该进程内他自身的优先级——俩者合成基础优先级——动态优先级是OS确保线程可响应，不一直饥饿所产生。但是16-31之间的线程，系统不提升他们的优先级。0-15的才提升。

　　应用开发人员永远不直接处理优先级。Normal的Normal是8，大多数程序都是8的优先级。Windwos永远不会调度进程，只调度线程。进程根据启动它的进程来分配一个优先级。大多数进程都是windows资源管理器启动的，属于Normal。

　　托管应用程序不应该表现为拥有自己的进程；相反，他们应该表现为在一个AppDomain中运行。 可以更改他的线程相对优先级，设置Thread的Priority属性。System.Diagnostics命名空间包含一个Process类和ProcessThread类，提供进程和线程的windows视图。AppDomain和Thread类，公开了应用域和线程的CLR视图。

11、 前台线程和后台线程

　　 线程在CLR中要么是前台，要么是后台。一个进程中的所有前台停止时，CLR强制终止扔在运行的任何后台线程。--直接终止，不抛出异常。

　　

     public static void Main()
         {
             //  创建一个新线程（默认为前台线程）
             Thread t = new Thread(Worker);
 
             Console.WriteLine(t.IsBackground.ToString());
             //  使线程成为一个后台线程
             t.IsBackground = true;
             t.Start(); //  启动线程
             //  如果 t 是一个前台线程，则应用程序大约 10 秒后才终止
             //  如果 t 是一个后台线程，则应用程序立即终止
             Console.WriteLine("Returning from Main");
             Console.Read();
 
         }
         private static void Worker()
         {
             Thread.Sleep(); //  模拟做 10 秒钟的工作
             //  下面这一行代码，只有在由一个前台线程执行时，才会显示出来
             Console.WriteLine("Returning from Worker");
 
             Console.Read();
         }
     }

后台线程

　　在线程生存期内，随时可前后变换。应用的主线程以及通过Thread对象显示创建的都默认前台，线程池默认后台。由进入托管执行环境的本地代码创建的线程被标记为后台。应尽量避免使用前台线程。

　　wintellect类库，作者写的....

~~~~~~~~~~待续~~

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