C# 多线程（二）：Thread

上一篇讲了 Task，这一篇看更底层的 Thread。

Thread 是什么

System.Threading.Thread 是 .NET 里创建和管理线程最基本的类，每个 Thread 对象对应一个真正的操作系统线程，可以独立执行任务。实际开发中更常用 Task 和 async/await 这些更高层的抽象，但有些场景（比如一个一直运行的通讯循环）用 Thread 更直接。

一、前台线程和后台线程

线程默认是前台线程：只要还有前台线程在运行，进程就不会退出。主窗体关了，前台线程里的死循环还会一直跑，任务管理器里进程还在。

后台线程会随着所有前台线程（通常就是主线程）结束而被直接终止：

var thread = new Thread(WorkerMethod);
thread.IsBackground = true; // 设为后台线程
thread.Start();

上位机里的通讯、采集循环，基本都应该设成后台线程，否则关闭软件后进程残留，下次打开时串口或端口被占用。注意后台线程被终止时，finally 块不会执行，需要收尾的工作（关闭连接、保存数据）要在退出前主动做。

二、把耗时操作放到线程里

Thread t;

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    t = new Thread(Work);
    t.Start();

    // 也可以直接传 lambda；new 出来不会立刻执行，同样要 Start
    var t2 = new Thread(() =>
    {
        while (true)
        {
            Console.WriteLine("Thread 2.");
            Thread.Sleep(1000);
        }
    });
    t2.Start();
}

void Work()
{
    int num = 0;
    while (true)
    {
        Console.WriteLine($"当前次数 {++num}");
        Thread.Sleep(1000);
    }
}

需要传参数时，用 lambda 捕获变量最方便：new Thread(() => Work(port))。

三、线程状态

线程的状态用 ThreadState 表示，常见的有：

• Unstarted：已创建，还没 Start；
• Running：正在运行；
• WaitSleepJoin：在 Sleep、Join 或等锁；
• Stopped：已经结束；
• Background：是后台线程（可以和其他状态叠加）。

线程方法执行完就自动结束，不需要手动销毁。

四、不要用 Abort

原文里用 t.Abort() 强制终止线程，它会在目标线程里抛出 ThreadAbortException：

void Work()
{
    try
    {
        while (true) { /* ... */ }
    }
    catch (ThreadAbortException)
    {
        Console.WriteLine("Thread Abort Exception!");
    }
    finally
    {
        Console.WriteLine("Into Finally!");
    }
}

private void button2_Click(object sender, EventArgs e) => t.Abort();

在 .NET Framework 上这能跑，但不推荐：线程可能在任何一行被打断，比如正写了一半文件、拿着锁、或者通讯报文发了一半，留下不一致的状态。而且从 .NET Core / .NET 5 起，Thread.Abort() 直接抛 PlatformNotSupportedException，代码迁移时会立刻出问题。

正确做法是让线程自己检查标志，主动退出：

private readonly CancellationTokenSource _cts = new CancellationTokenSource();

void Work()
{
    while (!_cts.IsCancellationRequested)
    {
        // 读 PLC、处理数据……
        Thread.Sleep(100);
    }
    // 在这里关闭连接、保存数据
}

private void btnStop_Click(object sender, EventArgs e)
{
    _cts.Cancel();
    t.Join(2000); // 最多等 2 秒让它收尾
}

用一个 volatile bool _running 标志也可以，CancellationToken 的好处是能顺便传给其他支持取消的 API。

五、Join：等线程结束

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var t = new Thread(() =>
    {
        Console.WriteLine("Will wait 2S");
        Thread.Sleep(2000);
    });
    t.IsBackground = true;
    t.Start();
    t.Join();               // 阻塞当前线程，直到 t 结束
    Console.WriteLine("End");
}

注意：在按钮事件里 Join，等待的 2 秒里界面是卡住的，因为界面线程被阻塞了。线程里如果是死循环，Join 会永远等下去，需要配合上面的退出标志，或者用 Join(超时毫秒数)。

延伸

• 多个线程改同一个变量要加锁：lock (_sync) { count++; }，简单计数可以用 Interlocked.Increment(ref count)。count++ 不是原子操作，两个线程同时加，结果会少。
• 线程里不能直接改界面控件：会抛「线程间操作无效」，要用 control.Invoke 或 BeginInvoke 回到界面线程。
• 线程是昂贵资源：每个线程默认预留 1 MB 栈空间，创建和切换都有开销。短小、频繁的活交给线程池（Task.Run、ThreadPool.QueueUserWorkItem），长期运行的循环才单独开 Thread，或者用 Task.Factory.StartNew(..., TaskCreationOptions.LongRunning)。
• 给线程起名字：t.Name = "PLC 通讯";，调试时在「线程」窗口里一眼能认出来。
• 下一篇比较 Thread 和 Task 怎么选。