C#线程池已达最大容量为何仍接受并运行新任务？

问题描述 #

我在学习C#线程池时写了个示例，把线程池的MaxThreads设为2，同时提交4个任务，但运行后发现4个任务居然同时跑起来了。

我的代码：

static void Main(string[] args)
{
    ThreadPoolExample_0();
    while (true)
    {
        Thread.Sleep(2000);
    }
}
public static void ThreadPoolExample_0()
{
    ThreadPool.SetMaxThreads(2,2);

    for (int i = 0; i < 4; i++)
    {
        ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(Task), i);
    }

    Console.ReadLine();
}

static void Task(object state)
{
    Console.WriteLine("Task {0} is running on a thread from the thread pool.", state);
    Thread.Sleep(1000);
    Console.WriteLine("Task {0} exited.", state);
}

运行输出：

Task 3 is running on a thread from the thread pool.
Task 0 is running on a thread from the thread pool.
Task 1 is running on a thread from the thread pool.
Task 2 is running on a thread from the thread pool.
Task 0 exited.
Task 3 exited.
Task 1 exited.
Task 2 exited.

这到底是代码写错了，还是我对线程池的理解有问题？

问题分析与解决 #

问题出在你对ThreadPool.SetMaxThreads的使用和理解上：

1. SetMaxThreads调用大概率未生效
   线程池有两个核心参数：MinThreads（线程池维护的最小工作线程数）和MaxThreads（线程池允许创建的最大工作线程数）。默认情况下，MinThreads的值等于CPU核心数（比如4核CPU就是4），而SetMaxThreads要求设置的最大值不能小于MinThreads，否则调用会直接失败（返回false，但你代码里没检查这个返回值）。所以你设置的MaxThreads(2,2)根本没生效，线程池还是用原来的默认最大值，自然能同时运行4个任务。

2. 要限制并发数，需同时设置MinThreads和MaxThreads
   如果想严格限制最多2个线程同时运行，需要先把MinThreads也设为2，再设置MaxThreads，这样线程池才会遵守这个限制。

修改后的代码：

public static void ThreadPoolExample_0()
{
    // 先设置最小工作线程数为2
    ThreadPool.SetMinThreads(2, 2);
    // 再设置最大工作线程数为2，此时会生效
    bool setSuccess = ThreadPool.SetMaxThreads(2, 2);
    Console.WriteLine($"MaxThreads设置是否成功：{setSuccess}");

    for (int i = 0; i < 4; i++)
    {
        ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(Task), i);
    }

    Console.ReadLine();
}

3. 线程池的调度逻辑
   当你提交任务时，线程池会先快速创建线程，直到达到MinThreads的数量；之后如果队列里还有任务，线程池会优先等待现有线程空闲，只有当等待超过一定时间后，才会在MaxThreads的限制内创建新线程。所以当MinThreads和MaxThreads都设为2时，最多只会有2个任务同时运行，剩下的任务会排队等待空闲线程。

修改后的代码运行时，你会看到类似这样的输出（顺序可能有变化，但同一时间最多2个任务在运行）：

Task 0 is running on a thread from the thread pool.
Task 1 is running on a thread from the thread pool.
Task 0 exited.
Task 2 is running on a thread from the thread pool.
Task 1 exited.
Task 3 is running on a thread from the thread pool.
Task 2 exited.
Task 3 exited.

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Han Han