C#でスレッドプールを作成する方法をわかりやすく解説

スレッドプールとは

スレッドプールとは、あらかじめ生成された複数のワーカースレッドを再利用しながらタスクを処理する仕組みです。C#ではSystem.Threading.ThreadPoolクラスを利用することで、スレッドの生成や破棄を自分で管理する必要がなく、システムリソースを効率的に活用したマルチスレッド処理を実現できます。

スレッドプールを使うには、実行したい処理を持つメソッドを複数作成し、それらをThreadPool.QueueUserWorkItemメソッドで実行キューに登録します。

手順1：実行するメソッドを作成する

まず、次のようなメソッドを作成します。

public void one(object o) {
    for (int i = 0; i <= 3; i++) {
        Console.WriteLine("One executed");
    }
}

同じ要領で、他のメソッドも作成しておきます。なお、WaitCallbackデリゲートで扱えるようにするため、各メソッドはobject型の引数を1つ受け取る形式にする必要があります。

手順2：QueueUserWorkItemでキューに登録する

続いて、ThreadPool.QueueUserWorkItemを使って、作成したメソッドを実行キューへ登録します。

Demo d = new Demo();
for (int i = 0; i < 3; i++) {
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(d.one));
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(d.two));
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(d.three));
}

サンプルコード

以下のC#コードを実行すると、スレッドプールによる並列処理の動作を実際に確認できます。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;

class Demo {
    public void one(object o) {
        for (int i = 0; i <= 3; i++) {
            Console.WriteLine("One executed");
        }
    }

    public void two(object o) {
        for (int i = 0; i <= 3; i++) {
            Console.WriteLine("Two executed");
        }
    }

    public void three(object o) {
        for (int i = 0; i <= 3; i++) {
            Console.WriteLine("Three executed");
        }
    }

    static void Main() {
        Demo d = new Demo();
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(d.one));
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(d.two));
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(d.three));
        }
        Console.Read();
    }
}

出力結果

実行するたびに出力の順序は変化します。これは、スレッドプール内の複数のスレッドが同時に動作し、タスクの完了順序がその都度異なるためです。スレッドプールでは個々のタスクの実行順序は保証されないという点に注意しましょう。

Two executed
Two executed
Two executed
Two executed
Two executed
Two executed
Two executed
One executed
One executed
One executed
One executed
One executed
Two executed
Two executed
Three executed
Three executed
Two executed
One executed
Three executed
Two executed
Three executed
One executed
One executed
One executed