c#中task與thread的區(qū)別及使用講解
一.什么是thread
當(dāng)我們提及多線程的時(shí)候會(huì)想到thread和threadpool,這都是異步操作,threadpool其實(shí)就是thread的集合,具有很多優(yōu)勢(shì),不過(guò)在任務(wù)多的時(shí)候全局隊(duì)列會(huì)存在競(jìng)爭(zhēng)而消耗資源。
thread默認(rèn)為前臺(tái)線程,主程序必須等線程跑完才會(huì)關(guān)閉,而threadpool相反。
總結(jié):threadpool確實(shí)比thread性能優(yōu),但是兩者都沒(méi)有很好的api區(qū)控制,如果線程執(zhí)行無(wú)響應(yīng)就只能等待結(jié)束,從而誕生了task任務(wù)。
二.什么是task
task簡(jiǎn)單地看就是任務(wù),那和thread有什么區(qū)別呢?
Task的背后的實(shí)現(xiàn)也是使用了線程池線程,但它的性能優(yōu)于ThreadPoll,因?yàn)樗褂玫牟皇蔷€程池的全局隊(duì)列,而是使用的本地隊(duì)列,使線程之間的資源競(jìng)爭(zhēng)減少。
同時(shí)Task提供了豐富的API來(lái)管理線程、控制。
但是相對(duì)前面的兩種耗內(nèi)存,Task依賴于CPU對(duì)于多核的CPU性能遠(yuǎn)超前兩者,單核的CPU三者的性能沒(méi)什么差別。
三.創(chuàng)建一個(gè)task任務(wù)有兩種模式
1.使用factory創(chuàng)建會(huì)直接執(zhí)行
使用new創(chuàng)建不會(huì)執(zhí)行,必須等到start啟動(dòng)之后才執(zhí)行。
public void test() { var testTask = new Task(() => { Console.WriteLine("task start"); }); testTask.Start(); var factoryTeak = Task.Factory.StartNew(() => { Console.WriteLine("factory task start"); }); }
2.我們來(lái)看看task的生命周期
var testTask = new Task(() => { Console.WriteLine("task start"); System.Threading.Thread.Sleep(2000); }); Console.WriteLine(testTask.Status); testTask.Start(); Console.WriteLine(testTask.Status); Console.WriteLine(testTask.Status); testTask.Wait(); Console.WriteLine(testTask.Status); Console.WriteLine(testTask.Status);
輸出結(jié)果:
Created
task start
Running
Running
RanToCompletion
RanToCompletion
可以看出task確實(shí)是異步執(zhí)行,并且wait很好地控制了task。
3.下面演示幾個(gè)控制task的方法
var testTask = new Task(() => { Console.WriteLine("task start"); System.Threading.Thread.Sleep(2000); }); testTask.Start(); testTask.Wait();
var testTask = new Task(() => { Console.WriteLine("task start"); System.Threading.Thread.Sleep(2000); }); testTask.Start(); var factoryTeak = Task.Factory.StartNew(() => { Console.WriteLine("factory task start"); }); Task.WaitAll(testTask, factoryTeak); Console.WriteLine("end");
var testTask = new Task(() => { Console.WriteLine("task start"); System.Threading.Thread.Sleep(2000); }); testTask.Start(); var factoryTeak = Task.Factory.StartNew(() => { Console.WriteLine("factory task start"); }); Task.WaitAny(testTask, factoryTeak); Console.WriteLine("end");
通過(guò)wait()對(duì)單個(gè)task進(jìn)行等待,Task.waitall()對(duì)多個(gè)task進(jìn)行等待,waitany()執(zhí)行任意一個(gè)task就往下繼續(xù)執(zhí)行。
4.task的回調(diào)執(zhí)行
var testTask = new Task(() => { Console.WriteLine("task start"); System.Threading.Thread.Sleep(2000); }); testTask.Start(); var resultTest = testTask.ContinueWith<string>((Task) => { Console.WriteLine("testTask end"); return "end"; }); Console.WriteLine(resultTest.Result);
5.task的取消
首先創(chuàng)建一個(gè)取消task的令牌的實(shí)例,在不啟動(dòng)task直接取消:
var tokenSource = new CancellationTokenSource();//創(chuàng)建取消task實(shí)例 var testTask = new Task(() => { for (int i = 0; i < 6; i++) { System.Threading.Thread.Sleep(1000); } },tokenSource.Token); Console.WriteLine(testTask.Status); tokenSource.Token.Register(()=> { Console.WriteLine("task is to cancel"); }); tokenSource.Cancel(); Console.WriteLine(testTask.Status);
輸出結(jié)果:
Created
task is to cancel
Canceled
如果task啟動(dòng)了真的取消了task?
var tokenSource = new CancellationTokenSource();//創(chuàng)建取消task實(shí)例 var testTask = new Task(() => { for (int i = 0; i <6; i++) { System.Threading.Thread.Sleep(1000); } },tokenSource.Token); Console.WriteLine(testTask.Status); testTask.Start(); Console.WriteLine(testTask.Status); tokenSource.Token.Register(()=> { Console.WriteLine("task is to cancel"); }); tokenSource.Cancel(); Console.WriteLine(testTask.Status); for (int i = 0; i < 10; i++) { System.Threading.Thread.Sleep(1000); Console.WriteLine(testTask.Status); }
輸出結(jié)果:
Created
WaitingToRun
task is to cancel
Running
Running
Running
Running
Running
Running
RanToCompletion
RanToCompletion
RanToCompletion
RanToCompletion
RanToCompletion
可以看出其實(shí)并沒(méi)有取消task,此時(shí)task還在繼續(xù)跑。
6.task的嵌套
var parentTask = new Task(()=> { var childTask = new Task(() =>{ System.Threading.Thread.Sleep(2000); Console.WriteLine("childTask to start"); }); childTask.Start(); Console.WriteLine("parentTask to start"); }); parentTask.Start(); parentTask.Wait(); Console.WriteLine("end");
此時(shí)為普通關(guān)聯(lián),父task和子task沒(méi)影響
var parentTask = new Task(()=> { var childTask = new Task(() =>{ System.Threading.Thread.Sleep(2000); Console.WriteLine("childTask to start"); }, TaskCreationOptions.AttachedToParent); childTask.Start(); Console.WriteLine("parentTask to start"); } ); parentTask.Start(); parentTask.Wait(); Console.WriteLine("end");
此時(shí)為父task和子task關(guān)聯(lián),wait會(huì)一直等待父子task執(zhí)行完。
6.task死鎖的問(wèn)題
我們可以設(shè)置最大等待時(shí)間,如果超過(guò)了等待時(shí)間,就不再等待,下面我們來(lái)修改代碼,設(shè)置最大等待時(shí)間為5秒(項(xiàng)目中可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置),如果超過(guò)5秒就輸出哪個(gè)任務(wù)出錯(cuò)了
7.對(duì)Spinlock的使用
舉例來(lái)說(shuō)Parallel.for和Parallel.foreach是線程不安全的,有可能達(dá)不到你的預(yù)期,此時(shí)就需要加鎖來(lái)解決此問(wèn)題,我們可以加lock和spinlock(自旋鎖)來(lái)解決
SpinLock slock = new SpinLock(false); var testLock= new object(); long sum1 = 0; long sum2 = 0; long sum3 = 0; Parallel.For(0, 100000, i => { sum1 += i; }); Parallel.For(0, 100000, i => { bool lockTaken = false; try { slock.Enter(ref lockTaken); sum2 += i; } finally { if (lockTaken) slock.Exit(false); } }); Parallel.For(0, 100000, i => { lock(testLock) { sum3 += i; }; }); Console.WriteLine("Num1的值為:{0}", sum1); Console.WriteLine("Num2的值為:{0}", sum2); Console.WriteLine("Num3的值為:{0}", sum3);
輸出結(jié)果:
Num1的值為:1660913202
Num2的值為:4999950000
Num3的值為:4999950000
Num1的值為:2754493646
Num2的值為:4999950000
Num3的值為:4999950000
Num1的值為:4999950000
Num2的值為:4999950000
Num3的值為:4999950000
最后看看threadpoll和task的結(jié)構(gòu)圖:
threadpool:
task:
以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn),希望能給大家一個(gè)參考,也希望大家多多支持腳本之家。
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