方法 : スレッド プールを使用する (C# プログラミング ガイド)
更新 : 2007 年 11 月
スレッド プールとは、複数のタスクをバックグラウンドで実行するときに使用できるスレッドのコレクションです (詳細については、「スレッド処理の使用 (C# プログラミング ガイド)」を参照してください)。これにより、プライマリ スレッドは自由に他のタスクを非同期的に実行できます。
スレッド プールは、サーバー アプリケーションでよく使用されます。受信した要求がそれぞれスレッド プールのスレッドに割り当てられるため、プライマリ スレッドを占有したり、後続の要求の処理を遅延させたりせずに、要求を非同期的に処理できます。
プール内のスレッドがタスクを完了すると、待機スレッドのキューに戻り、再使用できるようになります。これで、アプリケーションは、タスクごとに新しいスレッドを作成するという負荷を避けることができます。
スレッド プールには、通常、最大数のスレッドがあります。スレッドがすべてビジーである場合、追加のタスクは、スレッドが使用可能になり、処理できるようになるまでキューに置かれます。
スレッド プールは独自に実装できますが、.NET Framework が ThreadPool クラスを通じて提供するスレッド プールを使用する方が簡単です。
次の例では、.NET Framework のスレッド プールを使用して、20 から 40 までの 10 個の数値の Fibonacci 結果を計算しています。各 Fibonacci 結果は、計算を実行する ThreadPoolCallback というメソッドを提供する Fibonacci クラスによって表されます。各 Fibonacci 値を表すオブジェクトを作成し、ThreadPoolCallback メソッドを QueueUserWorkItem に渡すことにより、プールで使用可能なスレッドを割り当て、メソッドを実行します。
各 Fibonacci オブジェクトには、計算するセミランダム値が割り当てられ、また各スレッドが競ってプロセッサ時間を使用するため、10 個の結果がすべて計算されるまでにかかる時間を事前に知ることはできません。そのため、各 Fibonacci オブジェクトには、構築時に ManualResetEvent クラスのインスタンスが渡されます。各オブジェクトの計算が終了すると、提供されたイベント オブジェクトが送出されます。これにより、プライマリ スレッドは、10 個の Fibonacci オブジェクトの計算が完了するまで、WaitAll によって実行をブロックできます。計算が完了すると、Main メソッドによって、各 Fibonacci 結果が表示されます。
使用例
using System;
using System.Threading;
public class Fibonacci
{
public Fibonacci(int n, ManualResetEvent doneEvent)
{
_n = n;
_doneEvent = doneEvent;
}
// Wrapper method for use with thread pool.
public void ThreadPoolCallback(Object threadContext)
{
int threadIndex = (int)threadContext;
Console.WriteLine("thread {0} started...", threadIndex);
_fibOfN = Calculate(_n);
Console.WriteLine("thread {0} result calculated...", threadIndex);
_doneEvent.Set();
}
// Recursive method that calculates the Nth Fibonacci number.
public int Calculate(int n)
{
if (n <= 1)
{
return n;
}
return Calculate(n - 1) + Calculate(n - 2);
}
public int N { get { return _n; } }
private int _n;
public int FibOfN { get { return _fibOfN; } }
private int _fibOfN;
private ManualResetEvent _doneEvent;
}
public class ThreadPoolExample
{
static void Main()
{
const int FibonacciCalculations = 10;
// One event is used for each Fibonacci object
ManualResetEvent[] doneEvents = new ManualResetEvent[FibonacciCalculations];
Fibonacci[] fibArray = new Fibonacci[FibonacciCalculations];
Random r = new Random();
// Configure and launch threads using ThreadPool:
Console.WriteLine("launching {0} tasks...", FibonacciCalculations);
for (int i = 0; i < FibonacciCalculations; i++)
{
doneEvents[i] = new ManualResetEvent(false);
Fibonacci f = new Fibonacci(r.Next(20,40), doneEvents[i]);
fibArray[i] = f;
ThreadPool.QueueUserWorkItem(f.ThreadPoolCallback, i);
}
// Wait for all threads in pool to calculation...
WaitHandle.WaitAll(doneEvents);
Console.WriteLine("All calculations are complete.");
// Display the results...
for (int i= 0; i<FibonacciCalculations; i++)
{
Fibonacci f = fibArray[i];
Console.WriteLine("Fibonacci({0}) = {1}", f.N, f.FibOfN);
}
}
}
出力は次のとおりです。
launching 10 tasks...
result calculated...
result calculated...
result calculated...
result calculated...
result calculated...
result calculated...
result calculated...
result calculated...
result calculated...
result calculated...
all calculations complete
Fibonacci(22) = 17711
Fibonacci(25) = 75025
Fibonacci(32) = 2178309
Fibonacci(36) = 14930352
Fibonacci(32) = 2178309
Fibonacci(26) = 121393
Fibonacci(35) = 9227465
Fibonacci(23) = 28657
Fibonacci(39) = 63245986
Fibonacci(22) = 17711