C# Task 源代碼閱讀（1）

平時咱們開發中，常常使用Task，後續的.net版本種不少都和Task有關，好比asyn,await有了Task 咱們不多就去關注Thread 了。Task 給咱們帶來了不少的便利之處。是咱們更少的去關注執行的歷程，更多的去關注邏輯。可是有些時候，有些應用。又不得不考慮task 的運行情況，好比這個任務成功與否，是否發生異常。常常聽別人說到task 是在線程池執行的，那咱們今天就來看看task 到底在作什麼了，他執行的時候又作些哪些工做。

你們能夠從這裏能夠看到Task 的源代碼，也能夠從reference code 直接download 下來。

咱們先來看這段代碼

public class Task : IThreadPoolWorkItem, IAsyncResult, IDisposable
    {
        [ThreadStatic]
        internal static Task t_currentTask;  // The currently executing task.
        [ThreadStatic]
        private static StackGuard t_stackGuard;  // The stack guard object for this thread

        internal static int s_taskIdCounter; //static counter used to generate unique task IDs
        private readonly static TaskFactory s_factory = new TaskFactory();

        private volatile int m_taskId; // this task's unique ID. initialized only if it is ever requested

        internal object m_action;    // The body of the task.  Might be Action<object>, Action<TState> or Action.  Or possibly a Func.
        // If m_action is set to null it will indicate that we operate in the
        // "externally triggered completion" mode, which is exclusively meant 
        // for the signalling Task<TResult> (aka. promise). In this mode,
        // we don't call InnerInvoke() in response to a Wait(), but simply wait on
        // the completion event which will be set when the Future class calls Finish().
        // But the event would now be signalled if Cancel() is called
}

先看Task 類繼承的接口，IThreadPoolItem 這個和線程池相關，IAsyncResult這個和異步執行的回掉相關，這裏我不在過多說這個，

接着咱們看到有個字段t_currentTask ，並且是static 的，指向自己的task。你們不知道會不會有疑問，爲何這樣設計呢，其實這樣的設計在.net不少地方都有，好比HttpContext等等，特色基本都會有個Current。這種有點相似單例模式，可是開始已經初始化好，還有個更多的有點你能夠隨時替換，注入你本身的定義的東西。把他看成單例來用也是徹底ok。注意了這裏的訪問修飾符是internal static。

接着t_stackGuard,s_taskIdCounter 顧名思義不在過多介紹。

下面就是s_factory 注意他是static 和訪問修飾符，固然我若是用工廠模式，通常不多會把當前的工廠放在類內部來使用。哪天我要給我生產出的成品固然得這麼作了。

接着一個比較重要的字段m_action ，執行體。你們是否記得在彙編裏是如何執行所謂函數的，push a push b call xxxx。a,b 分別是參數，xxxx 爲跳轉地址 執行代碼，參數的傳遞通常是經過stack 來傳遞。在net 這裏直接放成object ，並且註釋寫的很清楚無非是那些委託。可是對一個函數來講，他的執行體就是call 的地址。

接着咱們看下面的字段

        internal object m_stateObject; // A state object that can be optionally supplied, passed to action.
        internal TaskScheduler m_taskScheduler; // The task scheduler this task runs under. 

        internal readonly Task m_parent; // A task's parent, or null if parent-less.


        internal volatile int m_stateFlags;

m_stateObject 一猜也大概直到做用。

下面又是一個執行過程特別重要的字段m_taskScheduler，在執行過程比較重要。 你們平時windows 的平臺的taskScheduler可能用的比較多，說到taskScheduler，功能也就是在合理時間安排合理的task 執行，實際上就是一個執行管理器。固然咱們在sql server 的開發工具也有相似的工做，job 的執行，咱們也是要選擇執行計劃的。固然這裏的m_taskScheduler 也許是有自己的意思，都是任務調度器。固然task 默認的taskScheduler與咱們剛剛提到的工具功能差距有點大。固然，你們有個印象，就是用來調度task 的。至於怎麼調度，各自有各自的方案。

m_stateFlags 狀態標誌字段。一個Task 的執行，我固然很想直到他當前的狀態，開始，結束，因此這個也好理解。自己在Thread 種就有不少狀態。

繼續看代碼

   public void Start()
        {
            Start(TaskScheduler.Current);
        }
public void Start(TaskScheduler scheduler)
        {
            // Read the volatile m_stateFlags field once and cache it for subsequent operations
            int flags = m_stateFlags;

            // Need to check this before (m_action == null) because completed tasks will
            // set m_action to null.  We would want to know if this is the reason that m_action == null.
            if (IsCompletedMethod(flags))
            {
                throw new InvalidOperationException(Environment.GetResourceString("Task_Start_TaskCompleted"));
            }

            if (scheduler == null)
            {
                throw new ArgumentNullException("scheduler");
            }

            var options = OptionsMethod(flags);
            if ((options & (TaskCreationOptions)InternalTaskOptions.PromiseTask) != 0)
            {
                throw new InvalidOperationException(Environment.GetResourceString("Task_Start_Promise"));
            }
            if ((options & (TaskCreationOptions)InternalTaskOptions.ContinuationTask) != 0)
            {
                throw new InvalidOperationException(Environment.GetResourceString("Task_Start_ContinuationTask"));
            }

            // Make sure that Task only gets started once.  Or else throw an exception.
            if (Interlocked.CompareExchange(ref m_taskScheduler, scheduler, null) != null)
            {
                throw new InvalidOperationException(Environment.GetResourceString("Task_Start_AlreadyStarted"));
            }

            ScheduleAndStart(true);
        }

 

咱們日常都會用start方法，他會默認傳入一個TaskScheduler，咱們接着看下面的方法，最後調用的是ScheduleAndStart方法，無論前面的驗證，咱們重點看執行流程，要弄清這點，咱們必須清楚TaskScheduler.Current

究竟是什麼類，他的功能是什麼，若是咱們本身去寫TaskScheduler,那又該去寫什麼，完成哪些功能。

咱們繼續從reference code 找到TaskScheduler 類。咱們先重點追蹤Current ，先無論方法。

 public static TaskScheduler Current 
        {
            get
            {
                TaskScheduler current = InternalCurrent;
                return current ?? TaskScheduler.Default;
            }
        }
 internal static TaskScheduler InternalCurrent
        {
            get
            {
                Task currentTask = Task.InternalCurrent;
                return ( (currentTask != null) 
                    && ((currentTask.CreationOptions & TaskCreationOptions.HideScheduler) == 0)
                    ) ? currentTask.ExecutingTaskScheduler : null;
            }
        }

 

默認我繼續找到default 屬性

public static TaskScheduler Default 
        {
            get
            {
                return s_defaultTaskScheduler;
            }
        }
   private static readonly TaskScheduler s_defaultTaskScheduler = new ThreadPoolTaskScheduler();

 

咱們一步一步追蹤，終於找到了ThreadPoolTaskScheduler,這時終於能夠task 把threadpool 聯繫起來了。

再看執行ScheduleAndStart以前，咱們看下

  if (Interlocked.CompareExchange(ref m_taskScheduler, scheduler, null) != null)
 這句的寫法，null 判斷再加上對象的賦值。這個咱們能夠在平時的代碼中加以借用。