SZJD——多线程

C#中的多线程-同步基础C#中的多线程 - 同步基础1同步概要在第 1 部分：基础知识中，我们描述了如何在线程上启动任务、配置线程以及双向传递数据。

同时也说明了局部变量对于线程来说是私有的，以及引⽤是如何在线程之间共享，允许其通过公共字段进⾏通信。

下⼀步是同步（synchronization）：为期望的结果协调线程的⾏为。

当多个线程访问同⼀个数据时，同步尤其重要，但是这是⼀件⾮常容易搞砸的事情。

同步构造可以分为以下四类：简单的阻塞⽅法这些⽅法会使当前线程等待另⼀个线程结束或是⾃⼰等待⼀段时间。

Sleep、Join与Task.Wait都是简单的阻塞⽅法。

锁构造锁构造能够限制每次可以执⾏某些动作或是执⾏某段代码的线程数量。

排它锁构造是最常见的，它每次只允许⼀个线程执⾏，从⽽可以使得参与竞争的线程在访问公共数据时不会彼此⼲扰。

标准的排它锁构造是lock（Monitor.Enter/Monitor.Exit）、Mutex与 SpinLock。

⾮排它锁构造是Semaphore、SemaphoreSlim以及读写锁。

信号构造信号构造可以使⼀个线程暂停，直到接收到另⼀个线程的通知，避免了低效的轮询。

有两种经常使⽤的信号设施：事件等待句柄（event wait handle ）和Monitor类的Wait / Pluse⽅法。

Framework 4.0 加⼊了CountdownEvent与Barrier类。

⾮阻塞同步构造⾮阻塞同步构造通过调⽤处理器指令来保护对公共字段的访问。

CLR 与 C# 提供了下列⾮阻塞构造：Thread.MemoryBarrier 、Thread.VolatileRead、Thread.VolatileWrite、volatile关键字以及Interlocked类。

阻塞这个概念对于前三类来说都⾮常重要，接下来我们简要的剖析下它。

1.1阻塞当线程的执⾏由于某些原因被暂停，⽐如调⽤Sleep等待⼀段时间，或者通过Join或EndInvoke⽅法等待其它线程结束时，则认为此线程被阻塞（blocked）。

Java多线程详解——⼀篇⽂章搞懂Java多线程⽬录1. 基本概念程序（program）程序是为完成特定任务、⽤某种语⾔编写的⼀组指令的集合。

即指⼀段静态的代码（还没有运⾏起来），静态对象。

进程（process）进程是程序的⼀次执⾏过程，也就是说程序运⾏起来了，加载到了内存中，并占⽤了cpu的资源。

这是⼀个动态的过程：有⾃⾝的产⽣、存在和消亡的过程，这也是进程的⽣命周期。

进程是系统资源分配的单位，系统在运⾏时会为每个进程分配不同的内存区域。

线程（thread）进程可进⼀步细化为线程，是⼀个程序内部的执⾏路径。

若⼀个进程同⼀时间并⾏执⾏多个线程，那么这个进程就是⽀持多线程的。

线程是cpu调度和执⾏的单位，每个线程拥有独⽴的运⾏栈和程序计数器（pc），线程切换的开销⼩。

⼀个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间——》他们从同⼀堆中分配对象，可以访问相同的变量和对象。

这就使得相乘间通信更简便、搞笑。

但索格线程操作共享的系统资源可能就会带来安全隐患（隐患为到底哪个线程操作这个数据，可能⼀个线程正在操作这个数据，有⼀个线程也来操作了这个数据v）。

配合JVM内存结构了解（只做了解即可）class⽂件会通过类加载器加载到内存空间。

其中内存区域中每个线程都会有虚拟机栈和程序计数器。

每个进程都会有⼀个⽅法区和堆，多个线程共享同⼀进程下的⽅法区和堆。

CPU单核和多核的理解单核的CPU是⼀种假的多线程，因为在⼀个时间单元内，也只能执⾏⼀个线程的任务。

同时间段内有多个线程需要CPU去运⾏时，CPU也只能交替去执⾏多个线程中的⼀个线程，但是由于其执⾏速度特别快，因此感觉不出来。

多核的CPU才能更好的发挥多线程的效率。

对于Java应⽤程序java.exe来讲，⾄少会存在三个线程：main()主线程，gc()垃圾回收线程，异常处理线程。

如过发⽣异常时会影响主线程。

Java线程的分类：⽤户线程和守护线程Java的gc()垃圾回收线程就是⼀个守护线程守护线程是⽤来服务⽤户线程的，通过在start()⽅法前调⽤thread.setDaemon(true)可以吧⼀个⽤户线程变成⼀个守护线程。

多线程同步机制Critical section（临界区）用来实现“排他性占有”。

适用范围是单一进程的各线程之间。

它是：·一个局部性对象，不是一个核心对象。

·快速而有效率。

·不能够同时有一个以上的critical section被等待。

·无法侦测是否已被某个线程放弃。

MutexMutex是一个核心对象，可以在不同的线程之间实现“排他性占有”，甚至几十那些现成分属不同进程。

它是：·一个核心对象。

·如果拥有mutex的那个线程结束，则会产生一个“abandoned”错误信息。

·可以使用Wait…()等待一个mutex。

·可以具名，因此可以被其他进程开启。

·只能被拥有它的那个线程释放（released）。

SemaphoreSemaphore被用来追踪有限的资源。

它是：·一个核心对象。

·没有拥有者。

·可以具名，因此可以被其他进程开启。

·可以被任何一个线程释放（released）。

Ev ent ObjectEv ent object通常使用于overlapped I/O，或用来设计某些自定义的同步对象。

它是：·一个核心对象。

·完全在程序掌控之下。

·适用于设计新的同步对象。

· “要求苏醒”的请求并不会被储存起来，可能会遗失掉。

·可以具名，因此可以被其他进程开启。

Interlocked Variable如果Interlocked…()函数被使用于所谓的spin-lock，那么他们只是一种同步机制。

所谓spin-lock是一种busy loop，被预期在极短时间内执行，所以有最小的额外负担（overhead）。

系统核心偶尔会使用他们。

除此之外，interlocked variables主要用于引用技术。

他们：·允许对4字节的数值有些基本的同步操作，不需动用到critical section或mutex之类。

nastran多线程计算命令Nastran是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，其强大的计算能力使得能够在复杂的工程问题中进行模拟和分析。

为了提高计算效率，Nastran提供了多线程计算命令，允许用户同时利用多个处理器核心进行计算。

在本文中，将详细介绍Nastran多线程计算命令的使用方法和优势。

Nastran多线程计算命令的基本语法如下：```bashmp -np [任务数量] nast [输入文件名] [输出文件名]```其中，`mp -np`指定了任务的数量，`nast`是Nastran的执行命令，后面紧跟输入文件名和输出文件名。

通过指定任务数量，Nastran可以将计算任务分配到多个处理器核心上，并行地进行计算。

Nastran多线程计算命令的使用有以下几个优势：**1. 提高计算速度：** 多线程计算利用了多个处理器核心同时进行计算，可以大大提高计算的速度。

尤其在大型复杂的工程问题中，计算时间可能非常长，使用多线程可以显著缩短计算时间，提高工作效率。

**2. 充分利用硬件资源：** 多线程计算命令可以将计算任务分配到多个处理器核心上，充分利用计算机的硬件资源。

使用多线程可以减少计算机空闲时间，提高计算资源的利用率。

**3. 支持并行计算：** Nastran多线程计算命令支持并行计算，即多个计算任务可以同时进行。

这对于需要进行大量计算的工程问题特别有用。

并行计算可以缩短整个计算过程的时间，提高效率。

**4. 灵活可控的任务分配：** 使用Nastran多线程计算命令，可以根据实际需求指定任务数量。

用户可以根据计算机的硬件配置和计算任务的复杂程度，灵活地控制任务的分配。

这样可以根据实际情况进行优化，提高计算效果。

但是需要注意的是，多线程计算也存在一些限制和注意事项：**1. 内存限制：** 多线程计算会占用更多的内存资源。

在使用多线程计算时，需要确保计算机的内存足够支持并行计算，并调整合理的任务数量，避免内存溢出的问题。