C# 并行和多線程編程——認(rèn)識(shí)和使用Task
對(duì)于多線程，我們經(jīng)常使用的是Thread。在我們了解Task之前，如果我們要使用多核的功能可能就會(huì)自己來開線程，然而這種線程模型在.net 4.0之后被一種稱為基于“任務(wù)的編程模型”所沖擊，因?yàn)閠ask會(huì)比thread具有更小的性能開銷，不過大家肯定會(huì)有疑惑，任務(wù)和線程到底有什么區(qū)別呢？
任務(wù)和線程的區(qū)別：
1、任務(wù)是架構(gòu)在線程之上的，也就是說任務(wù)最終還是要拋給線程去執(zhí)行。
2、任務(wù)跟線程不是一對(duì)一的關(guān)系，比如開10個(gè)任務(wù)并不是說會(huì)開10個(gè)線程，這一點(diǎn)任務(wù)有點(diǎn)類似線程池，但是任務(wù)相比線程池有很小的開銷和精確的控制。
一、認(rèn)識(shí)Task和Task的基本使用
1、認(rèn)識(shí)Task
首先來看一下Task的繼承結(jié)構(gòu)。Task標(biāo)識(shí)一個(gè)異步操作。
可以看到Task和Thread一樣，位于System.Threading命名空間下，這也就是說他們直接有密不可分的聯(lián)系。下面我們來仔細(xì)看一下吧！
2、創(chuàng)建Task
創(chuàng)建Task的方法有兩種，一種是直接創(chuàng)建——new一個(gè)出來，一種是通過工廠創(chuàng)建。下面來看一下這兩種創(chuàng)建方法：
//第一種創(chuàng)建方式，直接實(shí)例化
var task1 = new Task(() =>
{
//TODO you code
});
這是最簡單的創(chuàng)建方法，可以看到其構(gòu)造函數(shù)是一個(gè)Action，其構(gòu)造函數(shù)有如下幾種，比較常用的是前兩種。
//第二種創(chuàng)建方式，工廠創(chuàng)建
var task2 = Task.Factory.StartNew(() =>
{
//TODO you code
});
這種方式通過靜態(tài)工廠，創(chuàng)建以個(gè)Task并運(yùn)行。下面我們來建一個(gè)控制臺(tái)項(xiàng)目，演示一下，代碼如下：
要添加System.Threading.Tasks命名控件引用。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace TaskDemo
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
var task1 = new Task(() =>
{
Console.WriteLine("Hello,task");
});
task1.Start();
var task2 = Task.Factory.StartNew(() =>
{
Console.WriteLine("Hello,task started by task factory");
});
Console.Read();
}
}
}
這里我分別用兩種方式創(chuàng)建兩個(gè)task,并讓他們運(yùn)行。可以看到通過構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建的task,必須手動(dòng)Start,而通過工廠創(chuàng)建的Task直接就啟動(dòng)了。
下面我們來看一下Task的聲明周期，編寫如下代碼：
var task1 = new Task(() =>
{
Console.WriteLine("Begin");
System.Threading.Thread.Sleep(2000);
Console.WriteLine("Finish");
});
Console.WriteLine("Before start:" + task1.Status);
task1.Start();
Console.WriteLine("After start:" + task1.Status);
task1.Wait();
Console.WriteLine("After Finish:" + task1.Status);
Console.Read();
task1.Status就是輸出task的當(dāng)前狀態(tài)，其輸出結(jié)果如下：
可以看到調(diào)用Start前的狀態(tài)是Created，然后等待分配線程去執(zhí)行，到最后執(zhí)行完成。
從我們可以得出Task的簡略生命周期：
Created：表示默認(rèn)初始化任務(wù)，但是“工廠創(chuàng)建的”實(shí)例直接跳過。
WaitingToRun: 這種狀態(tài)表示等待任務(wù)調(diào)度器分配線程給任務(wù)執(zhí)行。
RanToCompletion：任務(wù)執(zhí)行完畢。
二、Task的任務(wù)控制
Task最吸引人的地方就是他的任務(wù)控制了，你可以很好的控制task的執(zhí)行順序，讓多個(gè)task有序的工作。下面來詳細(xì)說一下：
1、Task.Wait
在上個(gè)例子中，我們已經(jīng)使用過了，task1.Wait();就是等待任務(wù)執(zhí)行完成，我們可以看到最后task1的狀態(tài)變?yōu)镃ompleted。
2、Task.WaitAll
看字面意思就知道，就是等待所有的任務(wù)都執(zhí)行完成，下面我們來寫一段代碼演示一下：
static void Main(string[] args)
{
var task1 = new Task(() =>
{
Console.WriteLine("Task 1 Begin");
System.Threading.Thread.Sleep(2000);
Console.WriteLine("Task 1 Finish");
});
var task2 = new Task(() =>
{
Console.WriteLine("Task 2 Begin");
System.Threading.Thread.Sleep(3000);
Console.WriteLine("Task 2 Finish");
});
task1.Start();
task2.Start();
Task.WaitAll(task1, task2);
Console.WriteLine("All task finished!");
Console.Read();
}
其輸出結(jié)果如下：
可以看到，任務(wù)一和任務(wù)二都完成以后，才輸出All task finished！
3、Task.WaitAny
這個(gè)用發(fā)同Task.WaitAll，就是等待任何一個(gè)任務(wù)完成就繼續(xù)向下執(zhí)行，將上面的代碼WaitAll替換為WaitAny，輸出結(jié)果如下：
4、Task.ContinueWith
就是在第一個(gè)Task完成后自動(dòng)啟動(dòng)下一個(gè)Task，實(shí)現(xiàn)Task的延續(xù)，下面我們來看下他的用法，編寫如下代碼：
static void Main(string[] args)
{
var task1 = new Task(() =>
{
Console.WriteLine("Task 1 Begin");
System.Threading.Thread.Sleep(2000);
Console.WriteLine("Task 1 Finish");
});
var task2 = new Task(() =>
{
Console.WriteLine("Task 2 Begin");
System.Threading.Thread.Sleep(3000);
Console.WriteLine("Task 2 Finish");
});
task1.Start();
task2.Start();
var result = task1.ContinueWith<string>(task =>
{
Console.WriteLine("task1 finished!");
return "This is task result!";
});
Console.WriteLine(result.Result.ToString());
Console.Read();
}
執(zhí)行結(jié)果如下：
可以看到，task1完成之后，開始執(zhí)行后面的內(nèi)容，并且這里我們?nèi)〉胻ask的返回值。
在每次調(diào)用ContinueWith方法時(shí)，每次會(huì)把上次Task的引用傳入進(jìn)來，以便檢測上次Task的狀態(tài)，比如我們可以使用上次Task的Result屬性來獲取返回值。我們還可以這么寫：
var SendFeedBackTask = Task.Factory.StartNew(() => { Console.WriteLine("Get some Data!"); })
.ContinueWith<bool>(s => { return true; })
.ContinueWith<string>(r =>
{
if (r.Result)
{
return "Finished";
}
else
{
return "Error";
}
});
Console.WriteLine(SendFeedBackTask.Result);
首先輸出Get some data,然后執(zhí)行第二個(gè)獲得返回值true,最后根據(jù)判斷返回Finished或error。輸出結(jié)果:
Get some Data!
Finished
其實(shí)上面的寫法簡化一下，可以這樣寫：
Task.Factory.StartNew<string>(() => {return "One";}).ContinueWith(ss => { Console.WriteLine(ss.Result);});
輸出One，這個(gè)可以看明白了吧~
更多ContinueWith用法參見：http://technet.microsoft.com/zh-CN/library/dd321405
5、Task的取消
前面說了那么多Task的用法，下面來說下Task的取消，比如我們啟動(dòng)了一個(gè)task,出現(xiàn)異?；蛘哂脩酎c(diǎn)擊取消等等，我們可以取消這個(gè)任務(wù)。
如何取消一個(gè)Task呢，我們通過cancellation的tokens來取消一個(gè)Task。在很多Task的Body里面包含循環(huán)，我們可以在輪詢的時(shí)候判斷IsCancellationRequested屬性是否為True，如果是True的話就return或者拋出異常，拋出異常后面再說，因?yàn)檫€沒有說異常處理的東西。
下面在代碼中看下如何實(shí)現(xiàn)任務(wù)的取消，代碼如下：
var tokenSource = new CancellationTokenSource();
var token = tokenSource.Token;
var task = Task.Factory.StartNew(() =>
{
for (var i = 0; i < 1000; i++)
{
System.Threading.Thread.Sleep(1000);
if (token.IsCancellationRequested)
{
Console.WriteLine("Abort mission success!");
return;
}
}
}, token);
token.Register(() =>
{
Console.WriteLine("Canceled");
});
Console.WriteLine("Press enter to cancel task...");
Console.ReadKey();
tokenSource.Cancel();
Console.ReadKey();//這句忘了加，程序退出了，看不到“Abort mission success!“這個(gè)提示
這里開啟了一個(gè)Task,并給token注冊了一個(gè)方法，輸出一條信息，然后執(zhí)行ReadKey開始等待用戶輸入，用戶點(diǎn)擊回車后，執(zhí)行tokenSource.Cancel方法，取消任務(wù)。其輸出結(jié)果如下：
好了，今天先說道這里，明天繼續(xù)講task，接下來該說說task的異常處理和其他的一些用法，如果喜歡可以關(guān)注我，一有更新會(huì)馬上通知你。
作者：雲(yún)霏霏
以上就是C# 并行和多線程編程——認(rèn)識(shí)和使用Task的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C# 并行和多線程編程的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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