【回目錄】
多線程是程序員面試時(shí)常常會(huì)面對的問題，對多線程概念的掌握和理解水平，也會(huì)被一些老鳥用來衡量一個(gè)人的編程實(shí)力的重要參考指標(biāo)。不論是實(shí)際工作需要還是為了應(yīng)付面試，掌握多線程都是程序員職業(yè)生涯中一個(gè)必須經(jīng)過的環(huán)節(jié)。其實(shí)當(dāng)你把“多線程”和你的“職業(yè)生涯”聯(lián)系在一起考慮的時(shí)候，就會(huì)覺得“多線程”是多么的渺小，對，沒有跨越不過的山。不過就算它很渺小，但也有可能改變你的人生軌跡。不用擔(dān)心，如果你對多線程還不太熟悉，那么我們就一起來看看什么是多線程吧。
跟前幾篇的風(fēng)格一樣，我會(huì)在開篇的時(shí)候舉一個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中的例子，通過這個(gè)例子來映射一些晦澀枯燥的計(jì)算機(jī)編程專業(yè)知識(shí)，在讓讀者朋友很好地理解理論概念的同時(shí)，又避免了閱讀教科書時(shí)的枯燥感覺。這次我要舉的例子是公司。不一定是IT公司，盡量和編程領(lǐng)域遠(yuǎn)一點(diǎn)兒吧，那就假設(shè)是一家搬家公司吧。
假如我們把公司看做是一個(gè)進(jìn)程，那么人就是其中的線程。進(jìn)程必須得有一個(gè)主線程，公司在創(chuàng)業(yè)初期往往可能出現(xiàn)一人打天下的現(xiàn)象，但是，至少得有一個(gè)人，公司才能運(yùn)作。公司創(chuàng)業(yè)初期，業(yè)務(wù)還不算太多，往往就是老板一個(gè)人身兼數(shù)職，一天如果只有1、2趟活兒，應(yīng)該還是忙得過來的。時(shí)間長了，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展、口碑地建立，生意越來越興隆，一個(gè)人肯定就忙不過來了。假設(shè)一天有5個(gè)活兒，老板一個(gè)人必須搬完A家才能搬B家，搬到黃昏估計(jì)也就搬到C家，D和E家都還在焦急地等待著呢。老板一個(gè)人要充當(dāng)搬運(yùn)工、司機(jī)、業(yè)務(wù)聯(lián)系人、法人代表、出納等眾多角色，累死累活公司的規(guī)模也上不去，人手不夠制約了公司的發(fā)展。那么怎么辦，很簡單，增加人手，用編程的話來說就是“再起個(gè)線程”。
我們現(xiàn)在就用代碼來描述這樣的場景吧，首先，我們準(zhǔn)備成立一家搬家公司，于是要準(zhǔn)備好將來和客戶簽的合同書：
1: public class Contract
2: {
3: public string ID { get; private set; }
4: public string From { get; set; }
5: public string To { get; set; }
6: public decimal Fee { get; set; }
7:
8: public Contract()
9: {
10: this.ID = DateTime.Now.ToBinary().ToString().Replace("-", String.Empty);
11: }
12: }
簡是簡單了點(diǎn)兒，好歹也是份合同，現(xiàn)在我們就去申請注冊一家公司，并組建好初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)，哪怕目前還只有老板一個(gè)人：
1: public class HouseMovingCompany
2: {
3: private static HouseMovingCompany _instance = null;
4: public static HouseMovingCompany Instance
5: {
6: get { return (_instance == null ? _instance = new HouseMovingCompany() : _instance); }
7: }
8:
9: public List<Contract> Contracts { get; private set; }
10:
11: public HouseMovingCompany()
12: {
13: this.Contracts = new List<Contract>();
14: }
15:
16: public void MoveHouse()
17: {
18: if (this.Contracts == null || this.Contracts.Count == 0)
19: {
20: return;
21: }
22:
23: Contract contract = contract = this.Contracts[0];
24: this.Contracts.RemoveAt(0);
25:
26: if (!String.IsNullOrEmpty(contract.From) && !String.IsNullOrEmpty(contract.To))
27: {
28: Console.WriteLine("Move the house from {0} to {1}.", contract.From, contract.To);
29: }
30:
31: Thread.Sleep(5000);
32: }
33: }
好了，現(xiàn)在公司實(shí)體有了，老板就可以開始忙活了：
1: static void Main(string[] args)
2: {
3: HouseMovingCompany.Instance.Contracts.Add(new Contract { From = "WuDaokou", To = "LinDa Road", Fee = 500 });
4:
5: while (HouseMovingCompany.Instance.Contracts.Count > 0)
6: {
7: HouseMovingCompany.Instance.MoveHouse();
8: }
9: }
我們在前面設(shè)置了每次搬家耗時(shí)5秒鐘，咱們把它想象成5個(gè)小時(shí)。嗯，一天接一個(gè)單子，還可以接受，但是隨著老板生意日漸興隆，有時(shí)候一天要接3個(gè)單子，這就最少要工作15個(gè)小時(shí)了，還要操心公司的運(yùn)營等問題，的確忙不過來了，而且照這樣算，老板一天不可能完成5個(gè)或5個(gè)以上的單子，嚴(yán)重制約了公司的發(fā)展：
1: static void Main(string[] args)
2: {
3: HouseMovingCompany.Instance.Contracts.Add(new Contract { From = "WuDaokou", To = "LinDa Road", Fee = 500 });
4: HouseMovingCompany.Instance.Contracts.Add(new Contract { From = "XiDan", To = "WangFujing", Fee = 1000 });
5: HouseMovingCompany.Instance.Contracts.Add(new Contract { From = "XiangShan", To = "The Forbidden City", Fee = 10000 });
6:
7: while (HouseMovingCompany.Instance.Contracts.Count > 0)
8: {
9: HouseMovingCompany.Instance.MoveHouse();
10: }
11: }
一天夜里，老板拖著疲倦的身子回到家里，一進(jìn)門就一頭倒在床上，他極力睜著快睜不開的眼睛，努力地對自己說：“不行，我一定要想個(gè)辦法，不然我會(huì)被累死的！”。
其實(shí)辦法很簡單，誰都知道，招聘幾個(gè)員工，再買幾輛車，大家分頭行動(dòng)，不僅分擔(dān)了工作負(fù)擔(dān)，而且在規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)還可以完成更多更大的單子。好，我們現(xiàn)在就借助多線程機(jī)制來實(shí)現(xiàn)我們的想法：
1: static void Main(string[] args)
2: {
3: HouseMovingCompany.Instance.Contracts.Add(new Contract { From = "WuDaokou", To = "LinDa Road", Fee = 500 });
4: HouseMovingCompany.Instance.Contracts.Add(new Contract { From = "XiDan", To = "WangFujing", Fee = 1000 });
5: HouseMovingCompany.Instance.Contracts.Add(new Contract { From = "XiangShan", To = "The Forbidden City", Fee = 10000 });
6:
7: Thread thread = null;
8:
9: while (HouseMovingCompany.Instance.Contracts.Count > 0)
10: {
11: thread = new Thread(new ThreadStart(HouseMovingCompany.Instance.MoveHouse));
12:
13: thread.Start();
14: }
15: }
在這段程序中，我們分頭行動(dòng)，讓每項(xiàng)搬家任務(wù)都由一個(gè)小團(tuán)隊(duì)去完成，結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在做三個(gè)單子的時(shí)間跟做一個(gè)單子的時(shí)間是一樣的，提高了效率也擴(kuò)大了公司規(guī)模。但是，既然引入了新的工作機(jī)制，我們在公司內(nèi)部也不得不做一些小小的調(diào)整：
1: public void MoveHouse()
2: {
3: if (this.Contracts == null || this.Contracts.Count == 0)
4: {
5: return;
6: }
7:
8: Contract contract = null;
9:
10: lock (this.Contracts)
11: {
12: contract = this.Contracts[0];
13: this.Contracts.RemoveAt(0);
14: }
15:
16: if (!String.IsNullOrEmpty(contract.From) && !String.IsNullOrEmpty(contract.To))
17: {
18: Console.WriteLine("Move the house from {0} to {1}.", contract.From, contract.To);
19: }
20:
21: Thread.Sleep(5000);
22: }
調(diào)整的只是MoveHouse這個(gè)方法內(nèi)部的一些實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。公司接到的單子都保存在Contracts中，所以搬家的時(shí)候需要去拿一個(gè)單子然后根據(jù)單子上的信息來工作。原先我們只有一個(gè)線程在操作Contracts，倒也不覺得什么，現(xiàn)在有多個(gè)線程都在對Contracts中的元素進(jìn)行存取，我們不得不提防一些意外發(fā)生。這就是在使用多線程的時(shí)候常常需要考慮的并發(fā)問題，所以我們用了lock關(guān)鍵字，當(dāng)一個(gè)線程要操作Contracts時(shí)，它先把Contracts鎖起來，其實(shí)就是聲明一下：“現(xiàn)在我在操作它，你們誰都不要?jiǎng)樱任遗炅嗽僬f。”在lock塊結(jié)束時(shí)被鎖定的對象才會(huì)被解鎖，其它的線程現(xiàn)在才可以去操作它。
有了多線程機(jī)制，你會(huì)發(fā)現(xiàn)程序可以在更短的時(shí)間內(nèi)完成更多的事情。本文沒有將多線程機(jī)制中的所有概念面面俱到地列舉出來，但是已經(jīng)向你展示了該如何使用多線程以及什么時(shí)候可以考慮使用多線程，其它的一些細(xì)節(jié)有待你去進(jìn)一步探索，例如，你可以設(shè)置線程的優(yōu)先級（假設(shè)邏輯上跟Fee掛鉤，類似于‘加急’）等等。
掌握多線程機(jī)制，并讓它使你的應(yīng)用程序變得更加強(qiáng)悍吧。