5天玩轉C#並行和多線程編程 —— 第三天 認識和使用Task

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5天玩轉C#並行和多線程編程 —— 第五天 多線程編程大總結

 

　　對於多線程，咱們常用的是Thread。在咱們瞭解Task以前，若是咱們要使用多核的功能可能就會本身來開線程，然而這種線程模型在.net 4.0以後被一種稱爲基於「任務的編程模型」所衝擊，由於task會比thread具備更小的性能開銷，不過你們確定會有疑惑，任務和線程到底有什麼區別呢？

 任務和線程的區別：

一、任務是架構在線程之上的，也就是說任務最終仍是要拋給線程去執行。

二、任務跟線程不是一對一的關係，好比開10個任務並非說會開10個線程，這一點任務有點相似線程池，可是任務相比線程池有很小的開銷和精確的控制。

 

 1、認識Task和Task的基本使用

一、認識Task

首先來看一下Task的繼承結構。Task標識一個異步操做。

能夠看到Task和Thread同樣，位於System.Threading命名空間下，這也就是說他們直接有密不可分的聯繫。下面咱們來仔細看一下吧！

 

二、建立Task

建立Task的方法有兩種，一種是直接建立——new一個出來，一種是經過工廠建立。下面來看一下這兩種建立方法：

        //第一種建立方式，直接實例化
         var task1 = new Task(() =>
         {
            //TODO you code
         });

這是最簡單的建立方法，能夠看到其構造函數是一個Action，其構造函數有以下幾種，比較經常使用的是前兩種。

        //第二種建立方式，工廠建立
         var task2 = Task.Factory.StartNew(() =>
         {
            //TODO you code
         });

這種方式經過靜態工廠，建立以個Task並運行。下面咱們來建一個控制檯項目，演示一下，代碼以下：

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();
      }
   }
}

 這裏我分別用兩種方式建立兩個task,並讓他們運行。能夠看到經過構造函數建立的task,必須手動Start,而經過工廠建立的Task直接就啓動了。

下面咱們來看一下Task的聲明週期，編寫以下代碼：

      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的當前狀態，其輸出結果以下：

能夠看到調用Start前的狀態是Created，而後等待分配線程去執行，到最後執行完成。

從咱們能夠得出Task的簡略生命週期：

Created：表示默認初始化任務，可是「工廠建立的」實例直接跳過。

WaitingToRun: 這種狀態表示等待任務調度器分配線程給任務執行。

RanToCompletion：任務執行完畢。

 

 2、Task的任務控制

　　Task最吸引人的地方就是他的任務控制了，你能夠很好的控制task的執行順序，讓多個task有序的工做。下面來詳細說一下：

一、Task.Wait

在上個例子中，咱們已經使用過了，task1.Wait();就是等待任務執行完成，咱們能夠看到最後task1的狀態變爲Completed。

 

二、Task.WaitAll

看字面意思就知道，就是等待全部的任務都執行完成，下面咱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();
      }

其輸出結果以下：

能夠看到，任務一和任務二都完成之後，才輸出All task finished！

 

三、Task.WaitAny

這個用發同Task.WaitAll，就是等待任何一個任務完成就繼續向下執行，將上面的代碼WaitAll替換爲WaitAny，輸出結果以下：

 

四、Task.ContinueWith

就是在第一個Task完成後自動啓動下一個Task，實現Task的延續，下面咱們來看下他的用法，編寫以下代碼：

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();
      }

執行結果以下：

能夠看到，task1完成以後，開始執行後面的內容，而且這裏咱們取得task的返回值。

在每次調用ContinueWith方法時，每次會把上次Task的引用傳入進來，以便檢測上次Task的狀態，好比咱們可使用上次Task的Result屬性來獲取返回值。咱們還能夠這麼寫：

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,而後執行第二個得到返回值true,最後根據判斷返回Finished或error。輸出結果:

Get some Data!

Finished

其實上面的寫法簡化一下，能夠這樣寫：

Task.Factory.StartNew<string>(() => {return "One";}).ContinueWith(ss => { Console.WriteLine(ss.Result);});

輸出One，這個能夠看明白了吧~

 更多ContinueWith用法參見：http://technet.microsoft.com/zh-CN/library/dd321405

 

五、Task的取消

前面說了那麼多Task的用法，下面來講下Task的取消，好比咱們啓動了一個task,出現異常或者用戶點擊取消等等，咱們能夠取消這個任務。

如何取消一個Task呢，咱們經過cancellation的tokens來取消一個Task。在不少Task的Body裏面包含循環，咱們能夠在輪詢的時候判斷IsCancellationRequested屬性是否爲True，若是是True的話就return或者拋出異常，拋出異常後面再說，由於尚未說異常處理的東西。

下面在代碼中看下如何實現任務的取消，代碼以下：

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!「這個提示

這裏開啓了一個Task,並給token註冊了一個方法，輸出一條信息，而後執行ReadKey開始等待用戶輸入，用戶點擊回車後，執行tokenSource.Cancel方法，取消任務。其輸出結果以下：

 

好了，今天先說道這裏，明天繼續講task，接下來該說說task的異常處理和其餘的一些用法，若是喜歡能夠關注我，一有更新會立刻通知你。

 

 做者：雲霏霏

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