Unity C#基础之 多线程的前世今生(下) 扩展篇
在前面两篇Unity C#基础之 多线程的前世今生(上) 科普篇和Unity C#基础之 多线程的前世今生(中) 进阶篇中，相信大家对多线程有了一定的了解，这篇再详细的聊一聊在使用多线程中需要注意的地方~ 示例工程下载Unity 2017.3.0 P4 .NET版本4.6 本篇知识点 异常处理 线程取消 CancellationTokenSource 多线程临时变量 线程安全 lock 语法糖 await async 异常处理 首先我们先执行下面一段代码 循环20次用Task线程执行以下Code，当执行循环 i=11 或 i=12时抛出异常 打印信息中没有 11、12的打印信息，也没有抛出异常的信息，这是因为主线程的Trycatch已经跳过 然后我们在try块中添加 Task.WaitAll(taskList.ToArray()); 打印信息如下 出现抛出异常信息 然后我们去掉try块中的 Task.WaitAll(taskList.ToArray()); 在每个线程中添加Try Catch 打印结果可以捕捉到异常 所以要想捕捉到异常且不卡界面，捕捉异常最好在每个自己的线程中捕捉 相应的全部Code private void TryCatchOnClick() { System.Diagnostics.Stopwatch watch = new System.Diagnostics.Stopwatch(); watch.Start(); Debug.Log($"TryCatchOnClick Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}"); try { TaskFactory taskFactory = new TaskFactory(); List<Task> taskList = new List<Task>(); #region 异常处理 //多线程里的异常是会被吞掉,除非waitall // 建议 多线程里面，是不允许异常的，也就是内部try catch，自己处理好 for (int i = 0; i < 20; i++) { string name = string.Format($"TryCatchOnClick{i}"); Action<object> act = t => { try { Thread.Sleep(2000); if (t.ToString().Equals("TryCatchOnClick11")) { throw new Exception(string.Format($"{t} 执行失败")); } if (t.ToString().Equals("TryCatchOnClick12")) { throw new Exception(string.Format($"{t} 执行失败")); } Debug.Log($"{t} 执行成功"); } catch (Exception ex) { Debug.Log(ex.Message); } }; taskList.Add(taskFactory.StartNew(act, name)); } //Task.WaitAll(taskList.ToArray()); #endregion } catch (AggregateException aex) { foreach (var item in aex.InnerExceptions) { Debug.Log(item.Message); } } catch (Exception ex) { Debug.Log(ex.Message); } watch.Stop(); Debug.Log($"TryCatchOnClick End {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}"); } 线程取消 某个线程达到预期效果后需要取消其他的线程，我们可以用 CancellationTokenSource，当然可以用一个共享的bool变量，但是CancellationTokenSource的好处是可以让没来的及启动的线程直接取消，从根本上取消启动 private void TaskCancel() { System.Diagnostics.Stopwatch watch = new System.Diagnostics.Stopwatch(); watch.Start(); Debug.Log($"TaskCancel Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}TaskCancel"); try { TaskFactory taskFactory = new TaskFactory(); List<Task> taskList = new List<Task>(); //线程取消不是操作线程，而是操作信号量（共享变量，多个线程都能访问到的东西，变量/数据库的数据/硬盘数据) //每个线程在执行的过程中，经常去查看下这个信号量，然后自己结束自己 //线程不能别人终止，只能自己干掉自己，延迟是少不了的 //CancellationTokenSource可以在cancel后，取消没有启动的任务 CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();//bool值 for (int i = 0; i < 200; i++) { string name = string.Format("btnThreadCore_Click{0}", i); Action<object> act = t => { try { Thread.Sleep(2000); if (t.ToString().Equals("btnThreadCore_Click11")) { throw new Exception(string.Format("{0} 执行失败", t)); } if (t.ToString().Equals("btnThreadCore_Click12")) { throw new Exception(string.Format("{0} 执行失败", t)); } if (cts.IsCancellationRequested)//检查信号量 { Debug.Log($"{t} 放弃执行"); return; } else { Debug.Log($"{t} 执行成功"); } } catch (Exception ex) { cts.Cancel(); Debug.Log(ex.Message); } }; taskList.Add(taskFactory.StartNew(act, name, cts.Token)); } Task.WaitAll(taskList.ToArray()); } catch (AggregateException aex) { foreach (var item in aex.InnerExceptions) { Debug.Log(item.Message); } } catch (Exception ex) { Debug.Log(ex.Message); } watch.Stop(); Debug.Log($"TaskCancel End {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}"); } 打印结果如下 多线程临时变量 这个就比较简单了，直接上Code private void TaskTempVariable() { System.Diagnostics.Stopwatch watch = new System.Diagnostics.Stopwatch(); watch.Start(); Debug.Log($"TaskTempVariable Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}"); try { TaskFactory taskFactory = new TaskFactory(); List<Task> taskList = new List<Task>(); ////i 只有一个，真实实行的时候，已经是5了， ////k 多个k，每次是独立的k，跟i没关系 ////int k; for (int i = 0; i < 5; i++) { int k = i; new Action(() => { Thread.Sleep(1000); Debug.Log($"对应的数值K：{k}"); Debug.Log($"对应的数值I：{i}"); }).BeginInvoke(null, null); } Task.WaitAll(taskList.ToArray()); } catch (AggregateException aex) { foreach (var item in aex.InnerExceptions) { Debug.Log(item.Message); } } catch (Exception ex) { Debug.Log(ex.Message); } watch.Stop(); Debug.Log($"TaskTempVariable End {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}"); } 打印结果 线程安全 lock ConcurrentDictionary多线程版字典 多线程1000次操作一个int和List private static readonly object StaticAsyncLock = new object(); private int TotalCount = 0;// private List<int> IntList = new List<int>(20000); private void TaskSafe() { System.Diagnostics.Stopwatch watch = new System.Diagnostics.Stopwatch(); watch.Start(); Debug.Log($"TaskSafe Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}"); try { TaskFactory taskFactory = new TaskFactory(); List<Task> taskList = new List<Task>(); //共有变量：都能访问局部变量/全局变量/数据库的一个值/硬盘文件 //线程内部不共享的是安全 //解决多线程冲突第一个办法：lock ,lock的方法块儿里面是单线程的,所以将整个方法Lock多线程将变得毫无意义；lock里面的代码要尽量的少 //解决多线程冲突第二个办法：没有冲突，从数据上隔离开 for (int i = 0; i < 10000; i++) { int TempI = i; taskList.Add(taskFactory.StartNew(() => { lock (StaticAsyncLock)//lock后的方法块，任意时刻只有一个线程可以进入语法糖 lock(StaticAsyncLock) 编译后等于 Monitor.Enter(StaticAsyncLock) { //这里就是单线程 this.TotalCount += 1;//多个线程同时操作，有时候操作被覆盖了 IntList.Add(TempI); } })); //语法糖 lock(StaticAsyncLock) 编译后等于 Monitor.Enter(StaticAsyncLock) Monitor.Exit(StaticAsyncLock) //检查下这个变量（引用） 有没有被lock 有就等着，没有就占用，然后进去执行，执行完了释放 //lock(this) 锁定当前实例，别的地方如果要使用这个实力里面的其他变量，则都被锁定了无法使用（不推荐这么写） //如果每个实例想要单独的锁定 private object //string a="123456" lock(a) string b="123456" 享元模式的内存分配，字符串值是唯一的，会锁定别的变量b //private static readonly object StaticAsyncLock = new object(); } Task.WaitAll(taskList.ToArray()); Debug.Log(this.TotalCount); Debug.Log(IntList.Count); } catch (AggregateException aex) { foreach (var item in aex.InnerExceptions) { Debug.Log(item.Message); } } catch (Exception ex) { Debug.Log(ex.Message); } watch.Stop(); Debug.Log($"TaskSafe End {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}"); } 添加Lock锁前后打印结果 语法糖 await async （C#5.0 .NET 4.5 CLR 4.0） 如果用一句话简单概括await async，那就是：多线程版的协程 先来一个简单的示例，做一个大象装冰箱，最后咱们再详细的分析 打印结果 是不是很有趣？这种书写逻辑基本上和原来的协程一样，而且是真正的多线程，但是依据不能运行UnityEngine中的组件（例如：GameObject），下面我们详细的说一说 await async 第一个示例 在基础的方法上添加关键字 async 根据提示只有aysnc没有await 会有一个警告，跟普通方法没有区别（不得不说VS2017还是很不错的，提示、自动修补都很友好） 打印结果 第二个是示例 在第一个示例的基础上添加await关键字，这时当主线程到达await task时就返回了，继续执行方法外部的函数，可以理解为unity协程中的yeild reture，当task的线程块执行完毕后再回调 awati task后面的函数部分，这个回调的线程是不确定的：可能是主线程 可能是子线程 也可能是其他线程 /// <summary> /// async/await /// 不能单独await /// await 只能放在task前面 /// 不推荐void返回值，使用Task来代替 /// Task和Task<T>能够使用await, Task.WhenAny, Task.WhenAll等方式组合使用。Async Void 不行 /// </summary> private async void NoReturn() { //主线程执行 Debug.Log($"NoReturn Sleep before await,线程ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); TaskFactory taskFactory = new TaskFactory(); Task task = taskFactory.StartNew(() => { Debug.Log($"多线程 Sleep before,线程ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); Thread.Sleep(3000); Debug.Log($"多线程 Sleep after,线程ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); }); await task;//主线程到这里就返回了，执行主线程任务 //子线程执行 其实是封装成委托，在task之后成为回调（编译器功能 状态机实现） //task.ContinueWith() //这个回调的线程是不确定的：可能是主线程 可能是子线程 也可能是其他线程 Debug.Log($"NoReturn Sleep after await,线程ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); } 打印结果 第三个示例，如果需要获取这个返回的线程怎么办呢？直接把void 换成Task /// <summary> /// 无返回值 async Task == async void /// Task和Task<T>能够使用await, Task.WhenAny, Task.WhenAll等方式组合使用。Async Void 不行 /// </summary> /// <returns></returns> private async Task NoReturnTask() { //这里还是主线程的id Debug.Log($"NoReturnTask Sleep before await,线程ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); await Task.Run(() => { Debug.Log($"多线程 Sleep before,线程ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); Thread.Sleep(9000); Debug.Log($"多线程 Sleep after,线程ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); }); Debug.Log($"NoReturnTask Sleep after await,线程ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); //return new TaskFactory().StartNew(() => { }); //不能return 没有async才行 } 然后执行 打印结果 第四个示例，也是最终版的示例 返回线程+返回数值 ，获取一个Task<T> ,其中T就是返回值的类型 /// <summary> /// 带返回值的Task /// 要使用返回值就一定要等子线程计算完毕 卡线程 /// </summary> /// <returns>async 就只返回long</returns> private async Task<long> FinallyAsync() { Debug.Log($"SumAsync start 线程ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); long result = 0; await Task.Run(() => { Debug.Log($"SumAsync await Task.Run 线程ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); Thread.Sleep(1000); for (long i = 0; i < 999999999; i++) { result += i; } }); return result; } 然后执行 打印结果 非await版返回值 这种主线程获取result不会卡死 /// <summary> /// 真的返回Task 不是async /// /// 要使用返回值就一定要等子线程计算完毕 /// </summary> /// <returns>没有async Task</returns> private Task<int> TaskReturn() { Debug.Log($"TaskReturn start 线程ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); TaskFactory taskFactory = new TaskFactory(); Task<int> iResult = taskFactory.StartNew<int>(() => { Thread.Sleep(3000); Debug.Log($"TaskReturn Task.Run 线程ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); return 123; }); Debug.Log($"TaskReturn end 线程ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); return iResult; } 执行函数 打印结果 以上就是await async 的相关内容，有需要补充的东西欢迎留言
