多線程入門系列（十一）：ThreadPool 線程池完整解析

21.7 線程池

本系列面向初學者，針對首次接觸線程概念的讀者。高手請見諒，歡迎批評指教。

說明

線程池相關程式碼用到委派概念，請參考委派相關內容。

核心概念

• 線程池：預先建立一組可重用的線程，避免頻繁建立/銷毀線程的開銷。
• ThreadPool.QueueUserWorkItem：將工作項目排入佇列，由池中閒置線程執行。
• 適用場景：短時間、高頻率的背景工作；不適用於長時間運行或需精確控制生命週期的任務。

關鍵 API

基本使用範例

using System;
using System.Threading;

class Program
{
    static void Main()
    {
        Console.WriteLine("主線程 ID: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        
        // 簡單排入工作
        ThreadPool.QueueUserWorkItem(WorkMethod, "工作項目 1");
        ThreadPool.QueueUserWorkItem(WorkMethod, "工作項目 2");
        
        Console.WriteLine("主線程繼續執行...");
        Thread.Sleep(1000); // 等待工作完成
        Console.WriteLine("主線程結束");
    }
    
    static void WorkMethod(object state)
    {
        Console.WriteLine("執行緒 ID: {0}, 狀態: {1}", 
            Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, state);
        Thread.Sleep(500); // 模擬工作
    }
}

進階：搭配 WaitHandle 等待完成

using System;
using System.Threading;

class Program
{
    static ManualResetEvent[] doneEvents;
    
    static void Main()
    {
        int taskCount = 5;
        doneEvents = new ManualResetEvent[taskCount];
        
        for (int i = 0; i < taskCount; i++)
        {
            doneEvents[i] = new ManualResetEvent(false);
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(WorkMethod, i);
        }
        
        WaitHandle.WaitAll(doneEvents);
        Console.WriteLine("所有工作完成");
    }
    
    static void WorkMethod(object state)
    {
        int index = (int)state;
        Console.WriteLine("任務 {0} 開始，線程 {1}", index, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        Thread.Sleep(1000);
        Console.WriteLine("任務 {0} 結束", index);
        doneEvents[index].Set();
    }
}

注意事項

• 線程池線程為背景線程，主程式結束時會強制終止。
• 避免在線程池執行長時間阻塞操作（如同步 I/O、Thread.Sleep 長延遲），會耗盡池資源。
• .NET 4+ 建議使用 Task / Task.Run 取代 ThreadPool，功能更豐富。
• 異常處理：工作項目內的未捕獲異常會導致進程終止，務必在工作方法內 try-catch。

圖示說明

（原文包含四張圖片，展示線程池運作流程、API 結構、範例輸出等）

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