线程池技术怎样提高server程序的性能

我所提到server程序是指可以接受客户请求并能处理请求的程序。而不仅仅是指那些接受网络客户请求的网络server程序。

多线程技术主要解决处理器单元内多个线程运行的问题，它能够显著降低处理器单元的闲置时间，添加处理器单元的吞吐能力。

但假设对多线程应用不当，会添加对单个任务的处理时间。能够举一个简单的样例：

如果在一台server完毕一项任务的时间为T

T1 创建线程的时间      T2 在线程中运行任务的时间。包含线程间同步所需时间      T3 线程销毁的时间

显然T ＝ T1＋T2＋T3。注意这是一个极度简化的如果。

能够看出T1,T3是多线程本身的带来的开销。我们渴望降低T1,T3所用的时间。从而降低T的时间。但一些线程的使用者并没有注意到这一点，所以在程序中频繁的创建或销毁线程，这导致T1和T3在T中占有相当比例。

显然这是突出了线程的弱点（T1，T3），而不是长处（并发性）。

线程池技术正是关注怎样缩短或调整T1,T3时间的技术，从而提高server程序性能的。它把T1，T3分别安排在server程序的启动和结束的时间段或者一些空暇的时间段，这样在server程序处理客户请求时，不会有T1。T3的开销了。

线程池不仅调整T1,T3产生的时间段，并且它还显著降低了创建线程的数目。在看一个样例：

如果一个server一天要处理50000个请求，而且每一个请求须要一个单独的线程完毕。我们比較利用线程池技术和不利于线程池技术的server处理这些请求时所产生的线程总数。在线程池中，线程数通常是固定的。所以产生线程总数不会超过线程池中线程的数目或者上限（下面简称线程池尺寸）。而如果server不利用线程池来处理这些请求则线程总数为50000。一般线程池尺寸是远小于50000。所以利用线程池的server程序不会为了创建50000而在处理请求时浪费时间，从而提高效率。

这些都是如果，不能充分说明问题，以下我将讨论线程池的简单实现并对该程序进行对照測试，以说明线程技术长处及应用领域。

线程池的简单实现及对照測试

一般一个简单线程池至少包括下列组成部分。

1. 线程池管理器（ThreadPoolManager）:用于创建并管理线程池
2. 工作线程（WorkThread）: 线程池中线程
3. 任务接口（Task）:每一个任务必须实现的接口，以供工作线程调度任务的运行。

4. 任务队列:用于存放没有处理的任务。

   提供一种缓冲机制。

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Collections;using System.Threading;namespace ThreadManager{    public class ThreadPoolManager    {        private int MaxThreadNum;        private int MinThreadNum;        private int GrowStepNum;        //线程数量        public int ThreadNum{get;set;}        //默认线程数量        public int DefaultThreadNum { get; set; }        private Queue
     
       TaskQueue;        private Queue
      
        WorkThreadList;        public ThreadPoolManager(int i)        {            TaskQueue = new Queue
       
        ();            WorkThreadList = new Queue
        
         ();            DefaultThreadNum = 10;            if (i > 0)                DefaultThreadNum = i;            CreateThreadPool(i);        }        public ThreadPoolManager():this(10)        {        }        public bool IsAllTaskFinish()        {            return TaskQueue.Count == 0;        }        public void CreateThreadPool(int i)        {            if (WorkThreadList == null)                WorkThreadList = new Queue
         
          ();            lock (WorkThreadList)            {                for (int j = 0; j < i;j++)                {                    ThreadNum++;                    WorkThread workthread = new WorkThread(ref TaskQueue,ThreadNum);                    WorkThreadList.Enqueue(workthread);                }            }        }        public void AddTask(Task task)        {                       if (task == null)                return;            lock (TaskQueue)            {                TaskQueue.Enqueue(task);            }            //Monitor.Enter(TaskQueue);            //TaskQueue.Enqueue(task);            //Monitor.Exit(TaskQueue);        }        public void CloseThread()        {            //Object obj = null;            while (WorkThreadList.Count != 0)            {                try                {                    WorkThread workthread = WorkThreadList.Dequeue();                    workthread.CloseThread();                    continue;                }                catch (Exception)                {                }                break;            }        }    }}
         
        
       
      
     

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading;namespace ThreadManager{    public class WorkThread    {        public int ThreadNum { get; set; }        private bool flag;        private Queue
     
       TaskQueue;        private Task task;        public WorkThread(ref Queue
      
        queue, int i)        {            this.TaskQueue = queue;            ThreadNum = i;            flag = true;            new Thread(run).Start();        }        public void run()        {            while (flag && TaskQueue != null)            {                //获取任务                lock (TaskQueue)                {                    try                    {                            task = TaskQueue.Dequeue();                    }                    catch (Exception)                    {                        task = null;                    }                    if (task == null)                        continue;                }                try                {                    task.SetEnd(false);                    task.StartTask();                }                catch (Exception)                {                }                try                {                    if (!task.IsEnd())                    {                        task.SetEnd(false);                        task.EndTask();                    }                }                catch (Exception)                {                }            }//end of while        }        public void CloseThread()        {            flag = false;            try            {                if (task != null)                    task.EndTask();            }            catch (Exception)            {               }        }    }}
      
     

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;namespace ThreadManager{    public interface Task    {        /// 
        /// set flag of task.        /// 
        void SetEnd(bool flag);        /// 
        /// start task.        /// 
        void StartTask();        /// 
        /// end task.        /// 
        void EndTask();        /// 
        /// get status of task.        /// 
        /// 
             bool IsEnd();    }}using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading;namespace ThreadManager{    public class TestTask:Task    {        private bool is_end;        public void SetEnd(bool flag)        {            is_end = flag;        }        public void StartTask()        {            Run();        }        public void EndTask()        {            is_end = true;            Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + ":"+"结束。");        }        public bool IsEnd()        {            return is_end;        }        public void Run()        {            for (int i = 0; i < 1000; i++)            {                Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId+":"+i);            }        }    }}