前　　言

不久前，典型的个人计算机的CPU还只有一个计算核心，并且功耗足以煎熟鸡蛋。2005年，英特尔推出了其首款多核心CPU，从此计算机开始向不同的方向发展。低耗电量及多个计算核心变得比提高行计算（row computing）的核心性能更重要。这也导致了编程范式的改变。现在我们需要学习如何有效地使用所有CPU核心来最优化性能，并同时通过在特定时间只运行需要的程序来节省电池电量。除此之外，我们在编写服务器端应用程序时需要有效地利用多个CPU核心，甚至多台计算机来支持尽可能多的用户。
为了创建这样的应用程序，你需要学习如何在程序中有效地使用多个CPU核心。如果你使用的是Microsoft .NET开发平台以及C#编程语言，那么本书将是一个编写高性能、高响应性的应用程序的完美起点。
本书的目的是给你提供C#中多线程以及并行编程的详尽指导。我们将从基本概念开始，每章主题比前一章都有所拔高，最后展示现实世界中的并行编程模式以及通用Windows应用和跨平台应用示例。
本书内容
第1章介绍了C#中基本的线程操作。本章解释了什么是线程，使用线程的优缺点，以及与线程相关的其他重要方面。
第2章描述了线程交互细节。你将了解为何我们需要协调线程，以及协调组织线程的不同方式。
第3章解释了线程池概念。本章展示了如何使用线程池，如何执行异步操作，以及使用线程池的好的和不好的实践。
第4章深入讲解了任务并行库（Task Parallel Library，TPL）框架。本章讲述了TPL的所有重要方面，包括任务组合、异常管理及取消操作等。
第5章深入解释了最近引入的C#特性——异步方法。你将了解async和await关键字，如何在不同的场景中使用它们，以及await的底层工作机制。
第6章描述了.NET框架中并行算法的标准数据结构，并为每种数据结构展示了示例编程场景。
第7章深入讲解了并行LINQ基础设施。本章讲述了任务和数据并行度、并行化LINQ查询、调整并行选项、分割查询和集合并行查询结果等内容。
第8章解释了如何以及何时使用Reactive Extensions框架。你将学习如何组合事件，如何对事件序列执行LINQ查询等。
第9章深入讲解了异步I/O进程，包括文件、网络及数据库等场景。
第10章列出了针对常见的并行编程问题的解决方案。
第11章讲述了为Windows10、OS X，以及Linux编写异步应用程序。你将学习如何使用Windows 10异步API，以及如何在Windows商店应用中完成后台工作。你也会熟悉跨平台的.NET开发工具和组件。
准备事项
我们需要Microsoft Visual Studio社区版2015来完成大多数章节的学习。在第11章中，对于OS X和Linux可能需要Visual Studio Code编辑器，当然你也可以使用任何你熟悉的编辑工具。
读者对象
本书的读者对象为没有或只有少量多线程及异步和并发编程背景的C#开发人员。本书涵盖了C#和.NET生态系统中从基础概念到复杂编程模式及算法的很多与多线程相关的主题。
下载示例代码
本书的示例代码可登录华章网站（http://www.hzbook.com） 中的本书页面下载。

目　　录

译者序

前　言

[第1章　线程基础
1.1　简介](https://yq.aliyun.com/articles/90166/)
1.2　使用C#创建线程
1.2.1　准备工作
1.2.2　实现方式
1.2.3　工作原理
1.3　暂停线程
1.3.1　准备工作
1.3.2　实现方式
1.3.3　工作原理
1.4　线程等待
1.4.1　准备工作
1.4.2　实现方式
1.4.3　工作原理
1.5　终止线程
1.5.1　准备工作
1.5.2　实现方式
1.5.3　工作原理
1.6　检测线程状态
1.6.1　准备工作
1.6.2　实现方式
1.6.3　工作原理
1.7　线程优先级
1.7.1　准备工作
1.7.2　实现方式
1.7.3　工作原理
1.8　前台线程和后台线程
1.8.1　准备工作
1.8.2　实现方式
1.8.3　工作原理
1.9　向线程传递参数
1.9.1　准备工作
1.9.2　实现方式
1.9.3　工作原理
1.9.4　更多信息
1.10　使用C#中的lock关键字
1.10.1　准备工作
1.10.2　实现方式
1.10.3　工作原理
1.11　使用Monitor类锁定资源
1.11.1　准备工作
1.11.2　实现方式
1.11.3　工作原理
1.12　处理异常
1.12.1　准备工作
1.12.2　实现方式
1.12.3　工作原理
[第2章　线程同步
2.1　简介 ](https://yq.aliyun.com/articles/90268/)
2.2　执行基本的原子操作
2.2.1　准备工作
2.2.2　实现方式
2.2.3　工作原理
2.3　使用Mutex类
2.3.1　准备工作
2.3.2　实现方式
2.3.3　工作原理
2.4　使用SemaphoreSlim类
2.4.1　准备工作
2.4.2　实现方式
2.4.3　工作原理
2.4.4　更多信息
2.5　使用AutoResetEvent类
2.5.1　准备工作
2.5.2　实现方式
2.5.3　工作原理
2.6　使用ManualResetEventSlim类
2.6.1　准备工作
2.6.3　工作原理
2.6.4　更多信息
2.7　使用CountDownEvent类
2.7.1　准备工作
2.7.2　实现方式
2.7.3　工作原理
2.8　使用Barrier类
2.8.1　准备工作
2.8.2　实现方式
2.8.3　工作原理
2.9　使用ReaderWriterLockSlim类
2.9.1　准备工作
2.9.2　实现方式
2.9.3　工作原理
2.10　使用SpinWait类
2.10.1　准备工作
2.10.2　实现方式
2.10.3　工作原理
[第3章　使用线程池
3.1　简介 ](https://yq.aliyun.com/articles/90361/)
3.2　在线程池中调用委托
3.2.1　准备工作
3.2.2　实现方式
3.2.3　工作原理
3.3　向线程池中放入异步操作
3.3.1　准备工作
3.3.2　实现方式
3.3.3　工作原理
3.4　线程池与并行度
3.4.1　准备工作
3.4.2　实现方式
3.4.3　工作原理
3.5　实现一个取消选项
3.5.1　准备工作
3.5.2　实现方式
3.5.3　工作原理
3.6　在线程池中使用等待事件处理器及超时
3.6.1　准备工作
3.6.2　实现方式
3.6.3　工作原理
3.6.4　更多信息
3.7　使用计时器
3.7.1　准备工作
3.7.2　实现方式
3.7.3　工作原理
3.8　使用BackgroundWorker组件
3.8.1　准备工作
3.8.2　实现方式
3.8.3　工作原理
第4章　使用任务并行库
4.1　简介
4.2　创建任务
4.2.1　准备工作
4.2.2　实现方式
4.2.3　工作原理
4.3　使用任务执行基本的操作
4.3.1　准备工作
4.3.2　实现方式
4.3.3　工作原理
4.4　组合任务
4.4.1　准备工作
4.4.2　实现方式
4.4.3　工作原理
4.5　将APM模式转换为任务
4.5.1　准备工作
4.5.2　实现方式
4.5.3　工作原理
4.6　将EAP模式转换为任务
4.6.1　准备工作
4.6.2　实现方式
4.6.3　工作原理
4.7　实现取消选项
4.7.1　准备工作
4.7.2　实现方式
4.7.3　工作原理
4.8　处理任务中的异常
4.8.1　准备工作
4.8.2　实现方式
4.8.3　工作原理
4.8.4　更多信息
4.9　并行运行任务
4.9.1　准备工作
4.9.2　实现方式
4.9.3　工作原理
4.10　使用TaskScheduler配置任务的执行
4.10.1　准备工作
4.10.2　实现方式
4.10.3　工作原理
第5章　使用C# 6.0
5.1　简介
5.2　使用await操作符获取异步任务结果
5.2.1　准备工作
5.2.2　实现方式
5.2.3　工作原理
5.3　在lambda表达式中使用await操作符
5.3.1　准备工作
5.3.2　实现方式
5.3.3　工作原理
5.4　对连续的异步任务使用await操作符
5.4.1　准备工作
5.4.2　实现方式
5.4.3　工作原理
5.5　对并行执行的异步任务使用await操作符
5.5.1　准备工作
5.5.2　实现方式
5.5.3　工作原理
5.6　处理异步操作中的异常
5.6.1　准备工作
5.6.2　实现方式
5.6.3　工作原理
5.7　避免使用捕获的同步上下文
5.7.1　准备工作
5.7.2　实现方式
5.7.3　工作原理
5.8　使用async void方法
5.8.1　准备工作
5.8.2　实现方式
5.8.3　工作原理
5.9　设计一个自定义的awaitable类型
5.9.1　准备工作
5.9.2　实现方式
5.9.3　工作原理
5.10　对动态类型使用await
5.10.1　准备工作
5.10.2　实现方式
5.10.3　工作原理
第6章　使用并发集合
6.1　简介
6.2　使用ConcurrentDictionary
6.2.1　准备工作
6.2.2　实现方式
6.2.3　工作原理
6.3　使用ConcurrentQueue实现异步处理
6.3.1　准备工作
6.3.2　实现方式
6.3.3　工作原理
6.4　改变ConcurrentStack异步处理顺序
6.4.1　准备工作
6.4.2　实现方式
6.4.3　工作原理
6.5　使用ConcurrentBag创建一个可扩展的爬虫
6.5.1　准备工作
6.5.2　实现方式
6.5.3　工作原理
6.6　使用BlockingCollection进行异步处理
6.6.1　准备工作
6.6.2　实现方式
6.6.3　工作原理
第7章　使用PLINQ
7.1　简介
7.2　使用Parallel类
7.2.1　准备工作
7.2.2　实现方式
7.2.3　工作原理
7.3　并行化LINQ查询
7.3.1　准备工作
7.3.2　实现方式
7.3.3　工作原理
7.4　调整PLINQ查询的参数
7.4.1　准备工作
7.4.2　实现方式
7.4.3　工作原理
7.5　处理PLINQ查询中的异常
7.5.1　准备工作
7.5.2　实现方式
7.5.3　工作原理
7.6.1　准备工作
7.6.2　实现方式
7.6.3　工作原理
7.7　为PLINQ查询创建一个自定义的聚合器
7.7.1　准备工作
7.7.2　实现方式
7.7.3　工作原理
第8章　使用Reactive Extensions
8.1　简介
8.2　将普通集合转换为异步的可观察集合
8.2.1　准备工作
8.2.2　实现方式
8.2.3　工作原理
8.3　编写自定义的可观察对象
8.3.1　准备工作
8.3.2　实现方式
8.3.3　工作原理
8.4　使用Subject
8.4.1　准备工作
8.4.2　实现方式
8.4.3　工作原理
8.5　创建可观察的对象
8.5.1　准备工作
8.5.2　实现方式
8.5.3　工作原理
8.6　对可观察的集合使用LINQ查询
8.6.1　准备工作
8.6.2　实现方式
8.6.3　工作原理
8.7　使用Rx创建异步操作
8.7.1　准备工作
8.7.2　实现方式
8.7.3　工作原理
第9章　使用异步I/O
9.1　简介
9.2　异步地使用文件
9.2.1　准备工作
9.2.2　实现方式
9.2.3　工作原理
9.3　编写一个异步的HTTP服务器和客户端
9.3.1　准备工作
9.3.2　实现方式
9.3.3　工作原理
9.4　异步操作数据库
9.4.1　准备工作
9.4.2　实现方式
9.4.3　工作原理
9.5　异步调用WCF服务
9.5.1　准备工作
9.5.2　实现方式
9.5.3　工作原理
第10章　并行编程模式
10.1　简介
10.2　实现惰性求值的共享状态
10.2.1　准备工作
10.2.2　实现方式
10.2.3　工作原理
10.3　使用BlockingCollection实现并行管道
10.3.1　准备工作
10.3.2　实现方式
10.3.3　工作原理
10.4　使用TPL数据流实现并行管道
10.4.1　准备工作
10.4.2　实现方式
10.4.3　工作原理
10.5　使用PLINQ实现Map/Reduce模式
10.5.1　准备工作
10.5.2　实现方式
10.5.3　工作原理
第11章　更多信息
11.1　简介
11.2　在通用Windows平台应用中使用计时器
11.2.1　准备工作
11.2.2　实现方式
11.2.3　工作原理
11.3　在通常的应用程序中使用WinRT
11.3.1　准备工作
11.3.2　实现方式
11.3.3　工作原理
11.4　在通用Windows平台应用中使用BackgroundTask
11.4.1　准备工作
11.4.2　实现方式
11.4.3　工作原理
11.5　在OS X上运行.NET内核应用程序
11.5.1　准备工作
11.5.2　实现方式
11.5.3　工作原理
11.6　在Ubuntu Linux上运行.NET内核应用程序
11.6.1　准备工作
11.6.2　实现方式
11.6.3　工作原理