淺談 .NET 多線程與並行計算（一）：前言

系列緣起與多線程無處不在

身為 ASP.NET 開發者，平日較少主動寫多線程，但隨 .NET 4.0 即將釋出，並行計算將成主流，故以部落格系列總結 .NET 3.5 多線程並引入 4.0 新平行庫與思維。

其實我們時刻享受多線程紅利：

• Web 伺服器本身即多線程環境，每請求一線程，單線程無法應對高併發。
• 資料庫亦為多線程處理查詢。
• WinForm 常開新線程處理耗時操作避免 UI 凍結。

但傳統「事事開新線程」思維停留在單核時代，多核時代應讓任務真正並行而非「看起來並行」。

進程、線程與時間片輪轉

• 進程至少含一線程；多線程讓程式「同時」做多事。
• 單核時代：CPU 以極短時間片輪轉執行多線程，宏觀上似並行。
• 比喻：雙手畫畫的畫家、一邊打電話一邊聊天（腦力切換上下文有成本）。

多核下的並行優勢與限制

• 單核下多線程不一定比單線程快（切換開銷），但 I/O 等待時可讓出 CPU 提升吞吐。
• 多核可真正並行指令，但單一任務若指令間強相依難以拆分並行；多個獨立任務則能充分利用多核。

線程非越多越好

• 預設每線程 1 MB 堆疊，32 位進程 2 GB 空間理論上限 ~2000 線程，實測 ~1930 即 OOM。
• Outlook 2007 僅用 50 線程左右，足見一般應用無需大量線程。

多線程編程的三大挑戰

1. 複雜度：任務分割、資源鎖定、死鎖風險。
2. 除錯困難：線程間依賴、非確定性執行順序。
3. 效能不可預測：硬體環境、OS 排程、.NET 執行階段皆影響表現；針對特定環境優化可能在其他環境失效。

本系列預計 30 篇，淺顯介紹 .NET 多線程編程與常見應用模式，冀對諸君有益。