C# 多線程程式設計：Thread 基礎與同步鎖定實戰

範例一：單一執行緒建立與啟動

using System;
using System.Threading;

class SingleThread
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var st = new SingleThread();
        var th = new Thread(new ThreadStart(st.SayHello));
        th.Start();
    }

    public void SayHello() => Console.WriteLine("Hello from a single thread.");
}

範例二：多線程共享資料同步 (lock)

using System;
using System.Threading;

class SyncData
{
    int index = 0;
    string[] comments = { "一", "二", "三", "四", "五", "六", "七", "八", "九", "十",
        "十一", "十二", "十三", "十四", "十五", "十六", "十七", "十八", "十九", "二十" };

    public string GetNetComment()
    {
        lock (this) // 同步鎖定
        {
            if (index < comments.Length)
                return comments[index++];
            return "empty";
        }
    }
}

class Synchronization
{
    SyncData sdat = new SyncData();

    public void GetComments()
    {
        string comment;
        do
        {
            comment = sdat.GetNetComment();
            Console.WriteLine($"Current Thread: {Thread.CurrentThread.Name}, comment: {comment}");
        } while (comment != "empty");
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        var sync = new Synchronization();
        var t1 = new Thread(new ThreadStart(sync.GetComments)) { Name = "Thread 1" };
        var t2 = new Thread(new ThreadStart(sync.GetComments)) { Name = "Thread 2" };
        var t3 = new Thread(new ThreadStart(sync.GetComments)) { Name = "Thread 3" };
        t1.Start(); t2.Start(); t3.Start();
    }
}

核心概念解析

現代 C# 非同步替代方案

• Task / Task<T>：Task.Run(() => DoWork()) 取代 new Thread，支援 await、續標、例外傳播、執行緒池複用。
• async / await：非同步 I/O 不阻塞執行緒，延展性遠優於手動 Thread。
• Parallel.ForEach / PLINQ：資料平行處理自動分割工作負載。
• SemaphoreSlim / ReaderWriterLockSlim：比 lock 更精細的同步控制（非同步支援、讀寫分離）。
• Concurrent 集合：ConcurrentDictionary、ConcurrentQueue 等無鎖/細粒度鎖實作，避免手寫 lock。

⚠️ Thread 直接使用的缺點

1. 建立/銷毀開銷大，無池化機制
2. 例外處理困難（需在執行緒內部 try-catch）
3. 難以取消、等待、組合多個非同步操作
4. UI 執行緒同步需 Control.Invoke / Dispatcher 易出錯

結論：教學理解 Thread 基礎機制；生產代碼優先使用 Task/async-await 體系。