Потоки и работа с нимиThreads and threading

Многопоточность позволяет увеличивать скорость реагирования приложения и, если приложение работает в многопроцессорной или многоядерной системе, его пропускную способность.Multithreading allows you to increase the responsiveness of your application and, if your application runs on a multiprocessor or multi-core system, increase its throughput.

Процессы и потокиProcesses and threads

Процесс — это исполнение программы.A process is an executing program. Операционная система использует процессы для разделения исполняемых приложений.An operating system uses processes to separate the applications that are being executed. Поток — это основная единица, которой операционная система выделяет время процессора.A thread is the basic unit to which an operating system allocates processor time. Каждый поток имеет приоритет планирования и набор структур, в которых система сохраняет контекст потока, когда выполнение потока приостановлено.Each thread has a scheduling priority and maintains a set of structures the system uses to save the thread context when the thread's execution is paused. Контекст потока содержит все сведения, позволяющие потоку безболезненно возобновить выполнение, в том числе набор регистров процессора и стек потока.The thread context includes all the information the thread needs to seamlessly resume execution, including the thread's set of CPU registers and stack. Несколько потоков могут выполняться в контексте процесса.Multiple threads can run in the context of a process. Все потоки процесса используют общий диапазон виртуальных адресов.All threads of a process share its virtual address space. Поток может исполнять любую часть программного кода, включая части, выполняемые в данный момент другим потоком.A thread can execute any part of the program code, including parts currently being executed by another thread.

Примечание

Платформа .NET Framework предоставляет способ изоляции приложений в процессе с помощью доменов приложений.The .NET Framework provides a way to isolate applications within a process with the use of application domains. (Домены приложений недоступны в .NET Core.) Дополнительные сведения см. в разделе Домены приложений и потоки в статье Домены приложений.(Application domains are not available on .NET Core.) For more information, see the Application domains and threads section of the Application domains article.

По умолчанию программа .NET запускается с одним потоком, часто называемым основным потоком.By default, a .NET program is started with a single thread, often called the primary thread. Тем не менее она может создавать дополнительные потоки для выполнения кода параллельно или одновременно с основным потоком.However, it can create additional threads to execute code in parallel or concurrently with the primary thread. Эти потоки часто называются рабочими потоками.These threads are often called worker threads.

Цели применения нескольких потоковWhen to use multiple threads

Используйте несколько потоков, чтобы увеличить скорость реагирования приложения и воспользоваться преимуществами многопроцессорной или многоядерной системы, чтобы увеличить пропускную способность приложения.You use multiple threads to increase the responsiveness of your application and to take advantage of a multiprocessor or multi-core system to increase the application's throughput.

Представьте себе классическое приложение, в котором основной поток отвечает за элементы пользовательского интерфейса и реагирует на действия пользователя.Consider a desktop application, in which the primary thread is responsible for user interface elements and responds to user actions. Используйте рабочие потоки для выполнения длительных операций, которые, в противном случае будут занимать основной поток, в результате чего пользовательский интерфейс будет недоступен.Use worker threads to perform time-consuming operations that, otherwise, would occupy the primary thread and make the user interface non-responsive. Также можно использовать выделенный поток для связи с сетью или устройством, чтобы быстрее реагировать на входящие сообщения или события.You also can use a dedicated thread for network or device communication to be more responsive to incoming messages or events.

Если программа выполняет операции, которые могут выполняться параллельно, можно уменьшить общее время выполнения путем выполнения этих операций в отдельных потоках и запуска программы в многопроцессорной или многоядерной системе.If your program performs operations that can be done in parallel, the total execution time can be decreased by performing those operations in separate threads and running the program on a multiprocessor or multi-core system. В такой системе использование многопоточности может увеличить пропускную способность, а также повысить скорость реагирования.On such a system, use of multithreading might increase throughput along with the increased responsiveness.

Как использовать многопоточность в .NETHow to use multithreading in .NET

Начиная с .NET Framework 4 для многопоточности рекомендуется использовать библиотеку параллельных задач (TPL) и Parallel LINQ (PLINQ).Starting with the .NET Framework 4, the recommended way to utilize multithreading is to use Task Parallel Library (TPL) and Parallel LINQ (PLINQ). Дополнительные сведения см. в разделе Параллельное программирование.For more information, see Parallel programming.

Библиотека параллельных задач и PLINQ полагаются на потоки ThreadPool.Both TPL and PLINQ rely on the ThreadPool threads. Класс System.Threading.ThreadPool предоставляет приложения .NET с пулом рабочих потоков.The System.Threading.ThreadPool class provides a .NET application with a pool of worker threads. Вы также можете использовать потоки из пула потоков.You also can use thread pool threads. Дополнительные сведения см. в разделе Управляемый пул потоков.For more information, see The managed thread pool.

Наконец, можно использовать класс System.Threading.Thread, который представляет управляемый поток.At last, you can use the System.Threading.Thread class that represents a managed thread. Дополнительные сведения см. в разделе Использование потоков и работа с потоками.For more information, see Using threads and threading.

Несколько потоков могут требовать доступ к общему ресурсу.Multiple threads might need to access a shared resource. Чтобы сохранить ресурс в неповрежденном состоянии и избежать состояния гонки, необходимо синхронизировать доступ к нему потоков.To keep the resource in a uncorrupted state and avoid race conditions, you must synchronize the thread access to it. Вы также можете координировать взаимодействие нескольких потоков.You also might want to coordinate the interaction of multiple threads. Платформа .NET предоставляет ряд типов для синхронизации доступа к общему ресурсу или координации взаимодействия потоков..NET provides a range of types that you can use to synchronize access to a shared resource or coordinate thread interaction. Дополнительные сведения см. в разделе Обзор примитивов синхронизации.For more information, see Overview of synchronization primitives.

Исключения следует обрабатывать в потоках.Do handle exceptions in threads. Необработанные исключения в потоках, как правило, приводят к завершению процесса.Unhandled exceptions in threads generally terminate the process. Дополнительные сведения см. в статье Исключения в управляемых потоках.For more information, see Exceptions in managed threads.

См. такжеSee also