CLR C#--线程基础

线程

线程的职责是对CPU进行虚拟化。Windows为每个进程都提供了该进程专用的线程（功能相当于一个CPU）。应用程序的代码进入死循环，与那个代码关联的进程会“冻结”，但其他进程（它们有自己的线程）不会冻结，它们会继续执行！

线程开销

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裾结构之一。数据结构包含一组对 线程进行描述的属性。数裾结构还包含所谓的线程上下文（thread context）o上下文是包含CPU寄存器集合的内存块。

线程环境块

是在用户模式（应用程序代码能快速访问的地址空间）中分配和初始化的内存块。耗用1个内存页（x86, x64和ARM CPU中是4 KB）。包含线程的异常处理链首(head)o线程进入的每个try块都在链首插入一个节点(node)线程退出try块时从链中删除该节点。

用户模式栈

存储传给方法的局部变量和实参。它还包含一个地址；指出当前方法返回 时，线程应该从什么地方接着执行。Windows默认为每个线程的用户模式栈分配1 MB 内存。更具体地说，Windows只是保留1 MB地址空间，在线程实际需要时才会提交物理内存。

内核模式栈

应用程序代码向操作系统中的内核模式函数传递实参时，还会使用内核模式栈。出于 对安全的考虑，针对从用户模式的代码传给内核的任何实参，Windows都会把它们从线程的用户模式栈复制到线程的内核模式栈。一经复制，内核就可验证实参的值。由于应用程序代码不能访问内核模式栈，所以应用程序无法更改验证后的实参值。OS内核代码开始处理复制的值。除此之外，内核会调用它自己内部的方法，并利用内核模式栈传递它自己的实参、存储函数的局部变量以及存储返回地址。在32位Windows上运行，内核模式栈大小是12KB； 64位Windows是24KB。

DLL线程连接（attach）和线程分离（detach）通知

Windows的一个策略是，任何时候在进程中创建线程，都会调用进程中加载的所有非托管DLL的DllMain方法，并向该方法传递DLL_THREAD_ATTACH标志。类似地,任何时候线程终止，都会调用进程中的所有非托管DLL的DllMain方法，并向方法传递DLL_THREAD_DETACH标志。

上下文

Windows任何时刻只将一个线程分配给一个CPU。那个线程能运行一个“时间片”（有时也
称为“量”或者“量程”，即quantum）的长度。时间片到期，Windows就上下文切换到
另一个线程。每次上下文切换都要求Windows执行以下操作。

1. 将CPU寄存器的值保存到当前正在运行的线程的内核对象内部的一个上下文结构中。
2. 从现有线程集合中选出一个线程供调度。如果该线程由另一个进程拥有，Windows在幵始执行任何代码或者接触任何数据之前，还必须切换CPU “看见”的虚拟地址空间。
3. 将所选上下文结构中的值加载到CPU的寄存器中。

上下文切换完成后，CPU执行所选的线程，直到它的时间片到期。然后发生下次上下文切
换。Windows大约每30毫秒执行一次上下文切换。L下文切换是净开销；也就是说，上下
文切换所产生的开销不会换来任何内存或性能上的收益。Windows执行上下文切换，向用
户提供一个健壮的、响应灵敏的操作系统。

前台和后台线程

CLR将每个线程要么视为前台线程，要么视为后台线程。一个进程的所有前台线程停止 运行时，CLR强制终止仍在运行的任何后台线程。这些后台线程被直接终止；不抛出异常。 所以，应该用前台线程执行确实想完成的任务，非关键性任务则使用后台线程，比如重新计算电子表格的单元格，或者为记录建立索引等。

我们知道，每个AppDomain都可运行一个单独的应用程序，而每个应用程序都有自己的前台线程。如果应 用程序退出，造成它的前台线程终止，则CLR仍需保持活动并运行，使其他应用程序能继
续运行。所有应用程序都退出，它们的所有前台线程都终止后，整个进程就可以被销毁了。

using System;
using System.Threading;
public static class Program { 
	public static void Main()   {
		//创建新线程(默汄为前台线程)
		Thread t = new Thread (Worker); 
		//使线程成为后台线程
		t.IsBackground = true; 
		t.Start () ;   //启动线程
		//如果t是前台线程，则应用程序大约10秒f才终止 
		//如果t是后台线程.则应用程序立即终止 
		Console.WriteLine("Returning from Main");
	}
	private static void Worker()  {
		Thread.Sleep(10000) ; //模拟做10秒钟的工作 
		//下面这行代码只有在山一个前台线程执行时才会显示 
		Console.WriteLine(nReturning from Worker");
	}
}