Thread.sleep与Monitor.Wait与RegisteredWaitHandle有什么区别？

Question

以下这些项目的目标不同，但我很感兴趣了解它们如何“PAUSEd”。

问题： Thread.sleep - 它会对系统性能产生影响吗？它是否会占用一个线程进行等待？

那么 Monitor.Wait 呢？它们“等待”的方式有什么区别？它们是否会占用一个线程进行等待？

那么 RegisteredWaitHandle 呢？该方法接受一个委托，当等待处理程序被信号激活时执行。在等待期间，它不会占用线程。

所以一些线程被暂停，并且可以通过委托唤醒，而其他线程只是等待？自旋？

能否有人让事情更清晰明了？

http://www.albahari.com/threading/part2.aspx

- Royi Namir

Answer 1

Thread.Sleep和Monitor.Wait都会将线程置于WaitSleepJoin状态：

WaitSleepJoin：线程被阻塞。这可能是由于调用了Thread::Sleep或Thread::Join，请求锁（例如通过调用Monitor::Enter或Monitor::Wait），或等待线程同步对象（例如ManualResetEvent）。

RegisteredWaitHandle通过调用RegisterWaitForSingleObject并传递一个WaitHandle来获得。通常，此类的所有后代都使用阻塞机制，因此调用Wait将再次将线程置于WaitSleepJoin中（例如AutoResetEvent）。

以下是MSDN上的另一则引用：

RegisterWaitForSingleObject方法检查指定对象的WaitHandle的当前状态。如果对象的状态为未标记，则该方法注册等待操作。等待操作由线程池中的线程执行。当对象的状态变为标记或超时间隔过去时，工作线程将执行委托。

因此，线程池中的线程确实等待信号。

- Tudor

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你的意思是一个线程被阻塞了，但不是线程池中的线程？ - Royi Namir

线程（非工作线程）和线程（工作线程）之间有什么区别吗？ - Royi Namir

@Royi Namir：我认为它们没有任何结构上的区别（即它们都是标准线程），除了它们用于不同的目的。 - Tudor

给我发送一个脉冲 (哈哈) 到 [e-mail]，我会立即收到并可以开始聊天。 - Royi Namir

@Royi Namir：他的回答并没有真正与我的相矛盾。只要我们没有实际实现“ThreadPool”，我们只能根据文档进行推测，这些文档表明池中有一些线程在等待。但我认为这不重要，因为单个等待线程无需担心。重要的是：1.没有浪费工作线程，2.调用“RegisterWaitForSingleObject”的当前线程不会被阻塞。 - Tudor

Answer 2

关于ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject，它并不会每次注册都占用一个线程（无论是池化的还是非池化的）。您可以轻松测试：在LINQPad中运行以下脚本，调用该方法20000次：

static ManualResetEvent _starter = new ManualResetEvent (false);

void Main()
{
    var regs = Enumerable.Range (0, 20000)
        .Select (_ => ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject (_starter, Go, "Some Data", -1, true))
        .ToArray();

    Thread.Sleep (5000);
    Console.WriteLine ("Signaling worker...");
    _starter.Set();
    Console.ReadLine();

    foreach (var reg in regs) reg.Unregister (_starter);
}

public static void Go (object data, bool timedOut)
{
    Console.WriteLine ("Started - " + data);
    // Perform task...
}

如果那段代码在5秒的“等待”期间占用了20,000个线程，它肯定行不通。

编辑 - 回应：

这是一项实现细节。是的，它可以使用单个线程将回调转移到托管线程池，尽管无法保证这一点。Wait句柄最终由操作系统管理，操作系统很可能也会触发回调。它可能在其内部实现中使用一个线程（或少量线程）。或者使用中断时，它可能不会阻塞单个线程。甚至可能根据操作系统版本而有所不同。这是一项对我们没有实际关联的实现细节。

- Joe Albahari

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谢谢回复。这是一个证明。但是在线程池中是否仍有一个仅检查信号的单个线程？ - Royi Namir

Answer 3

RegisterWaitForSingleObject函数确实可以创建等待线程，但并非每次调用该函数都会创建一个等待线程。

根据MSDN中的说明：

必要时将自动创建新的等待线程。

根据Raymond Chen的博客中的描述：

...它不会像整个线程那样消耗资源，大约只会消耗(但不完全相同)1/64的线程资源。

使用RegisterWaitForSingleObject通常比创建自己的等待线程更可取。

- Eli Arbel

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嗨，（מה קורה？）创建RegisterWaitForSingleObject会创建等待线程，但我们不知道有多少个？所以您认为线程池没有单个线程检查信号状态吗？1/64个线程是什么意思？这是一个分数...请解释一下。 - Royi Namir

正如雷蒙德所解释的那样，它使用了WaitForMultipleObjects函数，因此一个等待线程可用于多个对象（最多64个）。 - Eli Arbel

与线程池相关的内容，每个63个waithandle，它将在waitforany方法中发出等待线程。 - TakeMeAsAGuest

Answer 4

ThreadPool.g RegisterWaitForSingleObject在其本地实现中最终调用QueueUserAPC。请参见rotor源代码（sscli20\clr\src\vm\win32threadpool.cpp(1981)）。与Wait Thread.Sleep不同，当您使用RegisterWaitForSingleObject时，您的线程不会被停止。

相反，为该线程注册了一个FIFO队列，其中包含用户模式回调，当线程处于可警报状态时将调用该回调。这意味着您可以继续工作，当您的线程被阻塞时，操作系统将处理已注册的回调，使您的线程有机会在等待时执行有意义的事情。 编辑1： 对于调用RegisterWaitForSingleObject的线程，在该线程处于可警报状态时会调用一个回调。一旦发生这种情况，调用RegisterWaitForSingleObject的线程将执行一个CLR回调，该回调会注册另一个回调，由线程池回调等待线程处理，该线程仅等待已发出信号的回调。然后，线程池回调等待线程将定期检查是否有已发出信号的回调。

这个等待线程最终会调用QueueUserWorkItem，以便在线程池线程上执行已通知的回调函数。

- Alois Kraus

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根据我在 RegisterWaitForSingleObject 文档中的理解，线程池中的一个线程将等待句柄被信号激发，但不一定是实际执行工作的线程。 - Tudor

如果我执行50次RegisteredWaitHandle，那么仍然会有一个“检查线程”始终检查信号状态，但是其他n-1个线程池线程空闲，对吗？ - Royi Namir

是的，这就是所有这些背后的想法。在Windows上，您可以一次等待多达64（MAXIMUM_WAIT_OBJECTS）个线程。如果您有更多线程，则会为每64个线程增加一个额外的等待线程。 - Alois Kraus

Answer 5

Thread.Sleep和RegisteredWaitHandle工作在不同的层次上。让我试着澄清一下：

进程有多个线程，它们同时执行（取决于操作系统调度程序）。如果一个线程调用Thread.Sleep或Monitor.Wait，它不会旋转 - 它被置于WaitSleepJoin状态，并且CPU被分配给其他线程。

现在，当您有许多同时进行的工作项时，您会使用线程池 - 这是一种机制，它创建多个线程，并使用自己对工作项的理解来分派调用到其线程。在此模型中，工作线程从线程池调度程序中调用以完成某些工作，然后返回到池中。如果工作线程调用阻塞操作 - 如Thread.Sleep或Monitor.Wait - 则该线程被"绑定"，因为线程池调度程序无法将其用于其他工作项。

我不熟悉实际的API，但我认为RegisteredWaitHandle将告诉线程池调度程序在需要时调用工作线程 - 您自己的线程没有被"绑定"，可以继续工作或返回到线程池。

- Jonathan