C 併發程式設計非同步程式設計與多執行緒

併發：同時做多件事情

多執行緒：併發的一種形式，它採用多個執行緒來執行程式。

並行處理：把正在執行的大量的任務分割成小塊，分配給多個同時執行的執行緒。並行處理是多執行緒的一種，而多執行緒是併發的一種。

非同步程式設計：併發的一種形式，它採用 future 模式或**（callback）機制，以避免產生不必要的執行緒，非同步程式設計的核心理念是非同步操作：啟動了的操作將會在一段時間後完成。這個操作正在執行時，不會阻塞原來的執行緒。啟動了這個操作的執行緒，可以繼續執行其他任務。當操作完成時，會通知它的 future，或者呼叫**函式，以便讓程式知道操作已經結束，

async 和 await：這讓非同步程式設計變得幾乎和同步（非併發）程式設計一樣容易。await的作用：啟動乙個將會被執行的task(該task將會在新執行緒中執行)，並立即返回，所以await所在的函式不會被阻塞，當task完成後，繼續執行await後面的**。

通常情況下，乙個併發程式要使用多種技術。大多數程式至少使用了多執行緒（通過執行緒池）和非同步程式設計

非同步程式設計有兩大好處。第乙個好處是對於面向終端使用者的 gui 程式：非同步程式設計提高了響應能力。我們都遇到過在執行時會臨時鎖定介面的程式，非同步程式設計可以使程式在執行任務時仍能響應使用者的輸入。第二個好處是對於伺服器端應用：非同步程式設計實現了可擴充套件性。服務器應用可以利用執行緒池滿足其可擴充套件性，使用非同步程式設計後，可擴充套件性通常可以提高乙個數量級。

現代的非同步 .net 程式使用兩個關鍵字：async 和 await。async 關鍵字加在方法宣告上，它的主要目的是使方法內的 await 關鍵字生效（為了保持向後相容，同時引入了這兩個關鍵字）。如果 async 方法有返回值，應返回 task；如果沒有返回值，應返回 task。這些 task 型別相當於 future，用來在非同步方法結束時通知主程式。

async 方法在開始時以同步方式執行。在 async 方法內部，await 關鍵字對它的引數執行乙個非同步等待。它首先檢查操作是否已經完成，如果完成了，就繼續執行（同步方式）。否則，它會暫停 async 方法，並返回，留下乙個未完成的 task。一段時間後，操作完成，async 方法就恢復執行。不會阻塞ui執行緒，await方法完成自動的通知他然後執行剩餘的**，非同步是為了程式本身不卡呼叫處還是非同步的呼叫處下面的**還是會先執行 await實際上只是把主線程釋放了，使用了其他執行緒代替他繼續非同步不是為了讓請求更快，而是為了可以處理更多請求

非同步有乙個核心，是task。而task有乙個方法，就是wait，寫法是task.wait()。所以，很多人把這個wait和await混為一談，這是錯的。

尤其，task.wait()是乙個同步方法，用於多執行緒中阻塞等待。

用task.wait()來實現同步方法中呼叫非同步方法，這個用法本身就是錯誤的。非同步不是多執行緒，而且在多執行緒中，多個task.wait()使用也會死鎖，也有解決和避免死鎖的一整套方式。

task.wait()是乙個同步方法，用於多執行緒中阻塞等待，不是實現同步方法中呼叫非同步方法的實現方式。

在非同步中，await表達的意思是：當前執行緒/方法中，await引導的方法出結果前，跳出當前執行緒/方法，從呼叫當前執行緒/方法的位置，去執行其它可能執行的執行緒/方法，並在引導的方法出結果後，把執行點拉回到當前位置繼續執行；直到遇到下乙個await，或執行緒/方法完成返回，跳回去剛才外部最後執行的位置繼續執行。

從 .net framework 4.5 開始，任何使用 async/await 進行修飾的方法，都會被認為是乙個非同步方法；實際上，這些非同步方法都是基於佇列的執行緒任務，從你開始使用 task 去執行一段**的時候，實際上就相當於開啟了乙個執行緒，預設情況下，這個執行緒數由執行緒池 threadpool 進行管理的。

執行緒安全的訪問方式可以通過lock來進行唯一執行緒限定，但如果使用await等待task完成，則task中不允許使用lock。

因此採用另外一種方式完成

呼叫

鎖的引入，帶來了一定的開銷和效能的損耗，並降低了程式的擴充套件性，而且還會有死鎖的發生(雖說概率不大，但也不能不防啊)，因此：使用lock進行併發程式設計顯然不太適用。

還好，微軟一直在更新自己的東西：

.net framework 4提供了新的執行緒安全和擴充套件的併發集合，它們能夠解決潛在的死鎖問題和競爭條件問題，因此在很多複雜的情形下它們能夠使得並行**更容易編寫，這些集合盡可能減少使用鎖的次數，從而使得在大部分情形下能夠優化為最佳效能，不會產生不必要的同步開銷。

concurrentqueue 佇列

concurrentqueue 是完全無鎖的，能夠支援併發的新增元素，先進先出。下面貼**，詳解見注釋：

class
program
private
static concurrentqueue_concurrenproducts 
/*coder:天才臥龍  
*  **中 建立三個併發執行緒 來操作_products 和 _concurrenproducts 集合，每次新增 10000 條資料 檢視 一般佇列queue 和 多執行緒安全下的佇列concurrentqueue 執**況
*/static
void main(string
args)
);/*建立任務 t2  t2 執行 資料集合新增操作
*/task t2 = task.factory.startnew(() =>);
/*建立任務 t3  t3 執行 資料集合新增操作
*/task t3 = task.factory.startnew(() =>);
task.waitall(t1, t2, t3);
swtask.stop();
console.writeline(
"list當前資料量為：
" +_products.count);
console.writeline(
"list執行時間為：
" +swtask.elapsedmilliseconds);
thread.sleep(
1000
);            _concurrenproducts = new concurrentqueue();
stopwatch swtask1 = new
stopwatch();
swtask1.start();
/*建立任務 tk1  tk1 執行 資料集合新增操作
*/task tk1 = task.factory.startnew(() =>);
/*建立任務 tk2  tk2 執行 資料集合新增操作
*/task tk2 = task.factory.startnew(() =>);
/*建立任務 tk3  tk3 執行 資料集合新增操作
*/task tk3 = task.factory.startnew(() =>);
task.waitall(tk1, tk2, tk3);
swtask1.stop();
console.writeline(
"concurrentqueue當前資料量為：
" +_concurrenproducts.count);
console.writeline(
"concurrentqueue執行時間為：
" +swtask1.elapsedmilliseconds);
console.readline();
}/*執行集合資料新增操作
*//*
執行集合資料新增操作
*/static
void
addproducts()
});}
/*執行集合資料新增操作
*/static
void
addconcurrenproducts());}
}class
product
public
string category 
public
int sellprice 
}

從執行時間上來看，使用 concurrentqueue 相比 lock 明顯快了很多！

1.blockingcollection與經典的阻塞佇列資料結構類似，能夠適用於多個任務新增和刪除資料，提供阻塞和限界能力。

2.concurrentbag提供物件的執行緒安全的無序集合

3.concurrentdictionary提供可有多個執行緒同時訪問的鍵值對的執行緒安全集合

4.concurrentqueue提供執行緒安全的先進先出集合

5.concurrentstack提供執行緒安全的後進先出集合

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