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.NET4并行編程入門(mén)之Task執(zhí)行和異常處理

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[[11782]]

本篇主要講述等待task執(zhí)行完成。

本篇的議題如下：

1. 等待Task執(zhí)行完成

2. Task中的異常處理

首先注意一點(diǎn)：這里提到的"等待"和之前文章提到的"休眠"意思是不一樣的：

等待：在等待一個(gè)task的時(shí)候，這個(gè)task還是在運(yùn)行之中的，"等待"相當(dāng)于在監(jiān)聽(tīng)運(yùn)行的task的執(zhí)行情況。

休眠：讓tasku不運(yùn)行。

在上篇文章中介紹了如果從Task中獲取執(zhí)行后的結(jié)果：在Task執(zhí)行完成之后調(diào)用Task.Result獲取。其實(shí)也可以用其他的方法等待Task執(zhí)行完成而不獲取結(jié)果，這是很有用的：如果你想等待一個(gè)task完成之后再去做其他的事情。而且我們還可以等待一個(gè)task執(zhí)行完成，或者等待所有的task執(zhí)行完成，或者等待很多task中的一個(gè)執(zhí)行完成。因?yàn)門(mén)ask是由內(nèi)部的Scheduler管理的，調(diào)用wait方法，其實(shí)就是我們?cè)诒O(jiān)控task的執(zhí)行，看看這個(gè)task是否執(zhí)行完了，如果完成，那么wanit方法就返回true，反之。

1. 等待Task執(zhí)行完成

1.1等待單獨(dú)的一個(gè)Task執(zhí)行完成

我們可以用Wait()方法來(lái)一直等待一個(gè)Task執(zhí)行完成。當(dāng)task執(zhí)行完成，或者被cancel，或者拋出異常，這個(gè)方法才會(huì)返回?？梢允褂肳ait()方法的不同重載。舉個(gè)例子：

代碼

 
 
 
    
  
  
  
  1. static void Main(string[] args)  
    2.   
  
  
  2.     {  
    3.   
  
  
  3.         // create the cancellation token source  
    4.   
  
  
  4.         CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();  
    5.   
  
  
  5.         // create the cancellation token  
    6.   
  
  
  6.         CancellationToken token = tokenSource.Token;  
    7.   
  
  
  7.         // create and start the first task, which we will let run fully  
    8.   
  
  
  8.         Task task = createTask(token);  
    9.   
  
  
  9.         task.Start();  
    10.   
  
  
  10.  
    11.   
  
  
  11.         // wait for the task  
    12.   
  
  
  12.         Console.WriteLine("Waiting for task to complete.");  
    13.   
  
  
  13.         task.Wait();  
    14.   
  
  
  14.         Console.WriteLine("Task Completed.");  
    15.   
  
  
  15.  
    16.   
  
  
  16.         // create and start another task  
    17.   
  
  
  17.         task = createTask(token);  
    18.   
  
  
  18.         task.Start();  
    19.   
  
  
  19.         Console.WriteLine("Waiting 2 secs for task to complete.");  
    20.   
  
  
  20.         bool completed = task.Wait(2000);  
    21.   
  
  
  21.         Console.WriteLine("Wait ended - task completed: {0}", completed);  
    22.   
  
  
  22.  
    23.   
  
  
  23.         // create and start another task  
    24.   
  
  
  24.         task = createTask(token);  
    25.   
  
  
  25.         task.Start();  
    26.   
  
  
  26.         Console.WriteLine("Waiting 2 secs for task to complete.");  
    27.   
  
  
  27.         completed = task.Wait(2000, token);  
    28.   
  
  
  28.         Console.WriteLine("Wait ended - task completed: {0} task cancelled {1}",  
    29.   
  
  
  29.         completed, task.IsCanceled);  
    30.   
  
  
  30.  
    31.   
  
  
  31.         // wait for input before exiting  
    32.   
  
  
  32.         Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");  
    33.   
  
  
  33.         Console.ReadLine();  
    34.   
  
  
  34.     }  
    35.   
  
  
  35.  
    36.   
  
  
  36.     static Task createTask(CancellationToken token)  
    37.   
  
  
  37.     {  
    38.   
  
  
  38.         return new Task(() =>  
    39.   
  
  
  39.         {  
    40.   
  
  
  40.             for (int i = 0; i < 5; i++)  
    41.   
  
  
  41.             {  
    42.   
  
  
  42.                 // check for task cancellation  
    43.   
  
  
  43.                 token.ThrowIfCancellationRequested();  
    44.   
  
  
  44.                 // print out a message  
    45.   
  
  
  45.                 Console.WriteLine("Task - Int value {0}", i);  
    46.   
  
  
  46.                 // put the task to sleep for 1 second  
    47.   
  
  
  47.                 token.WaitHandle.WaitOne(1000);  
    48.   
  
  
  48.             }  
    49.   
  
  
  49.         }, token);  
    50.   
  
  
  50.     } 
    51.

從上面的例子可以看出，wait方法子task執(zhí)行完成之后會(huì)返回true。

注意：當(dāng)在執(zhí)行的task內(nèi)部拋出了異常之后，這個(gè)異常在調(diào)用wait方法時(shí)會(huì)被再次拋出。后面再"異常處理篇"會(huì)講述。

1.2.等待多個(gè)task

我們也可以用WaitAll()方法來(lái)一直到等待多個(gè)task執(zhí)行完成。只有當(dāng)所有的task執(zhí)行完成，或者被cancel，或者拋出異常，這個(gè)方法才會(huì)返回。WiatAll()方法和Wait()方法一樣有一些重載。

注意：如果在等在的多個(gè)task之中，有一個(gè)task拋出了異常，那么調(diào)用WaitAll()方法時(shí)就會(huì)拋出異常。

代碼

 
 
 
    
  
  
  
  1. static void Main(string[] args)  
    2.   
  
  
  2.     {  
    3.   
  
  
  3.         // create the cancellation token source  
    4.   
  
  
  4.         CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();  
    5.   
  
  
  5.         // create the cancellation token  
    6.   
  
  
  6.         CancellationToken token = tokenSource.Token;  
    7.   
  
  
  7.         // create the tasks  
    8.   
  
  
  8.         Task task1 = new Task(() =>  
    9.   
  
  
  9.         {  
    10.   
  
  
  10.             for (int i = 0; i < 5; i++)  
    11.   
  
  
  11.             {  
    12.   
  
  
  12.                 // check for task cancellation  
    13.   
  
  
  13.                 token.ThrowIfCancellationRequested();  
    14.   
  
  
  14.                 // print out a message  
    15.   
  
  
  15.                 Console.WriteLine("Task 1 - Int value {0}", i);  
    16.   
  
  
  16.                 // put the task to sleep for 1 second  
    17.   
  
  
  17.                 token.WaitHandle.WaitOne(1000);  
    18.   
  
  
  18.             }  
    19.   
  
  
  19.             Console.WriteLine("Task 1 complete");  
    20.   
  
  
  20.         }, token);  
    21.   
  
  
  21.         Task task2 = new Task(() =>  
    22.   
  
  
  22.         {  
    23.   
  
  
  23.             Console.WriteLine("Task 2 complete");  
    24.   
  
  
  24.         }, token);  
    25.   
  
  
  25.  
    26.   
  
  
  26.         // start the tasks  
    27.   
  
  
  27.         task1.Start();  
    28.   
  
  
  28.         task2.Start();  
    29.   
  
  
  29.         // wait for the tasks  
    30.   
  
  
  30.         Console.WriteLine("Waiting for tasks to complete.");  
    31.   
  
  
  31.         Task.WaitAll(task1, task2);  
    32.   
  
  
  32.         Console.WriteLine("Tasks Completed.");  
    33.   
  
  
  33.         // wait for input before exiting  
    34.   
  
  
  34.         Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");  
    35.   
  
  
  35.         Console.ReadLine();  
    36.   
  
  
  36.     } 
    37.

 在上面的例子中，首先創(chuàng)建了兩個(gè)task，注意我們創(chuàng)建的是可以被cancel的task，因?yàn)槭褂肅ancellationToken。而且在***個(gè)task中還是用waitOne()休眠方法，其實(shí)目的很簡(jiǎn)單：使得這個(gè)task的運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)一點(diǎn)而已。之后我們就調(diào)用了WaitAll()方法，這個(gè)方法一直到兩個(gè)task執(zhí)行完成之后才會(huì)返回的。

1.3.等待多個(gè)task中的一個(gè)task執(zhí)行完成

可以用WaitAny()方法來(lái)等待多個(gè)task中的一個(gè)task執(zhí)行完成。通俗的講就是：有很多的task在運(yùn)行，調(diào)用了WaitAny()方法之后，只要那些運(yùn)行的task其中有一個(gè)運(yùn)行完成了，那么WaitAny()就返回了。

代碼

 
 
 
    
  
  
  
  1. static void Main(string[] args)  
    2.   
  
  
  2.     {  
    3.   
  
  
  3.         // create the cancellation token source  
    4.   
  
  
  4.         CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();  
    5.   
  
  
  5.         // create the cancellation token  
    6.   
  
  
  6.         CancellationToken token = tokenSource.Token;  
    7.   
  
  
  7.         // create the tasks  
    8.   
  
  
  8.         Task task1 = new Task(() =>  
    9.   
  
  
  9.         {  
    10.   
  
  
  10.             for (int i = 0; i < 5; i++)  
    11.   
  
  
  11.             {  
    12.   
  
  
  12.                 // check for task cancellation  
    13.   
  
  
  13.                 token.ThrowIfCancellationRequested();  
    14.   
  
  
  14.                 // print out a message  
    15.   
  
  
  15.                 Console.WriteLine("Task 1 - Int value {0}", i);  
    16.   
  
  
  16.                 // put the task to sleep for 1 second  
    17.   
  
  
  17.                 token.WaitHandle.WaitOne(1000);  
    18.   
  
  
  18.             }  
    19.   
  
  
  19.             Console.WriteLine("Task 1 complete");  
    20.   
  
  
  20.         }, token);  
    21.   
  
  
  21.         Task task2 = new Task(() =>  
    22.   
  
  
  22.         {  
    23.   
  
  
  23.             Console.WriteLine("Task 2 complete");  
    24.   
  
  
  24.         }, token);  
    25.   
  
  
  25.  
    26.   
  
  
  26.         // start the tasks  
    27.   
  
  
  27.         task1.Start();  
    28.   
  
  
  28.         task2.Start();  
    29.   
  
  
  29.         // wait for the tasks  
    30.   
  
  
  30.         Console.WriteLine("Waiting for tasks to complete.");  
    31.   
  
  
  31.         Task.WaitAll(task1, task2);  
    32.   
  
  
  32.         Console.WriteLine("Tasks Completed.");  
    33.   
  
  
  33.         // wait for input before exiting  
    34.   
  
  
  34.         Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");  
    35.   
  
  
  35.         Console.ReadLine();  
    36.   
  
  
  36.     } 
    37.

2. Task中的異常處理

在并行編程(TPL)中另外一個(gè)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了的操作就是"異常處理"。而且在并行編程中異常處理顯得尤為重要，因?yàn)椴⑿芯幊虝r(shí)與系統(tǒng)中的線(xiàn)程相關(guān)的，出了異常，你開(kāi)發(fā)的程序就很有可能崩潰。

下面就詳細(xì)介紹TPL中異常處理操作。

 a.處理基本的異常。

 在操作task的時(shí)候，只要出現(xiàn)了異常，.NET Framework就會(huì)把這些異常記錄下來(lái)。例如在執(zhí)行Task.Wait(),Task.WaitAll(),Task.WaitAny(),Task.Result.不管那里出現(xiàn)了異常，***拋出的就是一個(gè)System.AggregateException.

 System.AggregateException時(shí)用來(lái)包裝一個(gè)或者多個(gè)異常的，這個(gè)類(lèi)時(shí)很有用的，特別是在調(diào)用Task.WaitAll()方法時(shí)。因?yàn)樵赥ask.WaitAll()是等待多個(gè)task執(zhí)行完成，如果有任意task執(zhí)行出了異常，那么這個(gè)異常就會(huì)被記錄在System.AggregateException中，不同的task可能拋出的異常不同，但是這些異常都會(huì)被記錄下來(lái)。

下面就是給出一個(gè)例子：在例子中，創(chuàng)建了兩個(gè)task，它們都拋出異常。然后主線(xiàn)程開(kāi)始運(yùn)行task，并且調(diào)用WaitAll()方法，然后就捕獲拋出的System.AggregateException,顯示詳細(xì)信息。

代碼

 
 
 
    
  
  
  
  1. static void Main(string[] args)  
    2.   
  
  
  2.     {  
    3.   
  
  
  3.  
    4.   
  
  
  4.         // create the tasks  
    5.   
  
  
  5.         Task task1 = new Task(() =>  
    6.   
  
  
  6.         {  
    7.   
  
  
  7.             ArgumentOutOfRangeException exception = new ArgumentOutOfRangeException();  
    8.   
  
  
  8.             exception.Source = "task1";  
    9.   
  
  
  9.             throw exception;  
    10.   
  
  
  10.         });  
    11.   
  
  
  11.         Task task2 = new Task(() =>  
    12.   
  
  
  12.         {  
    13.   
  
  
  13.             throw new NullReferenceException();  
    14.   
  
  
  14.         });  
    15.   
  
  
  15.         Task task3 = new Task(() =>  
    16.   
  
  
  16.         {  
    17.   
  
  
  17.             Console.WriteLine("Hello from Task 3");  
    18.   
  
  
  18.         });  
    19.   
  
  
  19.         // start the tasks  
    20.   
  
  
  20.         task1.Start(); task2.Start(); task3.Start();  
    21.   
  
  
  21.         // wait for all of the tasks to complete  
    22.   
  
  
  22.         // and wrap the method in a try...catch block  
    23.   
  
  
  23.         try 
    24.   
  
  
  24.         {  
    25.   
  
  
  25.             Task.WaitAll(task1, task2, task3);  
    26.   
  
  
  26.         }  
    27.   
  
  
  27.         catch (AggregateException ex)  
    28.   
  
  
  28.         {  
    29.   
  
  
  29.             // enumerate the exceptions that have been aggregated  
    30.   
  
  
  30.             foreach (Exception inner in ex.InnerExceptions)  
    31.   
  
  
  31.             {  
    32.   
  
  
  32.                 Console.WriteLine("Exception type {0} from {1}",  
    33.   
  
  
  33.                 inner.GetType(), inner.Source);  
    34.   
  
  
  34.             }  
    35.   
  
  
  35.         }  
    36.   
  
  
  36.         // wait for input before exiting  
    37.   
  
  
  37.         Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");  
    38.   
  
  
  38.         Console.ReadLine();  
    39.   
  
  
  39.     } 
    40.

　

　從上面的例子可以看出，為了獲得被包裝起來(lái)的異常，需要調(diào)用System.AggregateException的InnerExceptions屬性，這個(gè)屬性返回一個(gè)異常的集合，然后就可以遍歷這個(gè)集合。

而且從上面的例子可以看到：Exeception.Source屬性被用來(lái)指明task1的異常時(shí)ArgumentOutRangeException.

 b.使用迭代的異常處理Handler

 一般情況下，我們需要區(qū)分哪些異常需要處理，而哪些異常需要繼續(xù)往上傳遞。AggregateException類(lèi)提供了一個(gè)Handle()方法，我們可以用這個(gè)方法來(lái)處理

AggregateException中的每一個(gè)異常。在這個(gè)Handle()方法中，返回true就表明，這個(gè)異常我們已經(jīng)處理了，不用拋出，反之。

 在下面的例子中，拋出了一個(gè)OperationCancelException，在之前的task的取消一文中，已經(jīng)提到過(guò)：當(dāng)在task中拋出這個(gè)異常的時(shí)候，實(shí)際上就是這個(gè)task發(fā)送了取消的請(qǐng)求。下面的代碼中，描述了如果在AggregateException.Handle()中處理不同的異常。

代碼

 
 
 
    
  
  
  
  1. static void Main(string[] args)  
    2.   
  
  
  2.     {  
    3.   
  
  
  3.         // create the cancellation token source and the token  
    4.   
  
  
  4.         CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();  
    5.   
  
  
  5.         CancellationToken token = tokenSource.Token;  
    6.   
  
  
  6.         // create a task that waits on the cancellation token  
    7.   
  
  
  7.         Task task1 = new Task(() =>  
    8.   
  
  
  8.         {  
    9.   
  
  
  9.             // wait forever or until the token is cancelled  
    10.   
  
  
  10.             token.WaitHandle.WaitOne(-1);  
    11.   
  
  
  11.             // throw an exception to acknowledge the cancellation  
    12.   
  
  
  12.             throw new OperationCanceledException(token);  
    13.   
  
  
  13.         }, token);  
    14.   
  
  
  14.         // create a task that throws an exception  
    15.   
  
  
  15.         Task task2 = new Task(() =>  
    16.   
  
  
  16.         {  
    17.   
  
  
  17.             throw new NullReferenceException();  
    18.   
  
  
  18.         });  
    19.   
  
  
  19.         // start the tasks  
    20.   
  
  
  20.         task1.Start(); task2.Start();  
    21.   
  
  
  21.         // cancel the token  
    22.   
  
  
  22.         tokenSource.Cancel();  
    23.   
  
  
  23.         // wait on the tasks and catch any exceptions  
    24.   
  
  
  24.         try 
    25.   
  
  
  25.         {  
    26.   
  
  
  26.             Task.WaitAll(task1, task2);  
    27.   
  
  
  27.         }  
    28.   
  
  
  28.         catch (AggregateException ex)  
    29.   
  
  
  29.         {  
    30.   
  
  
  30.             // iterate through the inner exceptions using  
    31.   
  
  
  31.             // the handle method  
    32.   
  
  
  32.             ex.Handle((inner) =>  
    33.   
  
  
  33.             {  
    34.   
  
  
  34.                 if (inner is OperationCanceledException)  
    35.   
  
  
  35.                 {  
    36.   
  
  
  36.  
    37.   
  
  
  37.                     // ...handle task cancellation...  
    38.   
  
  
  38.                     return true;  
    39.   
  
  
  39.                 }  
    40.   
  
  
  40.                 else 
    41.   
  
  
  41.                 {  
    42.   
  
  
  42.                     // this is an exception we don't know how  
    43.   
  
  
  43.                     // to handle, so return false  
    44.   
  
  
  44.                     return false;  
    45.   
  
  
  45.                 }  
    46.   
  
  
  46.             });  
    47.   
  
  
  47.         }  
    48.   
  
  
  48.         // wait for input before exiting  
    49.   
  
  
  49.         Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");  
    50.   
  
  
  50.         Console.ReadLine();  
    51.   
  
  
  51.     } 
    52.

 今天就寫(xiě)到這里。謝謝！


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