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Task為.NET提供了基于任務(wù)的異步模式，它不是線程，它運(yùn)行在線程池的線程上，下面為大家詳細(xì)講解一下Task的使用方法。
成都創(chuàng)新互聯(lián)是一家專(zhuān)業(yè)提供克東企業(yè)網(wǎng)站建設(shè),專(zhuān)注與網(wǎng)站設(shè)計(jì)、成都網(wǎng)站建設(shè)、H5網(wǎng)站設(shè)計(jì)、小程序制作等業(yè)務(wù)。10年已為克東眾多企業(yè)、政府機(jī)構(gòu)等服務(wù)。創(chuàng)新互聯(lián)專(zhuān)業(yè)網(wǎng)絡(luò)公司優(yōu)惠進(jìn)行中。
創(chuàng)建并且初始化Task
使用lambda表達(dá)式創(chuàng)建Task
Task.Factory.StartNew(() => Console.WriteLine("Hello from a task!"));
var task = new Task(() => Console.Write("Hello"));
task.Start();
用默認(rèn)參數(shù)的委托創(chuàng)建Task
using System;
using System.Threading.Tasks;
namespace MultiThread
{
class ThreadTest
{
static void Main()
{
var task = Task.Factory.StartNew(state => Greet("Hello"), "Greeting");
Console.WriteLine(task.AsyncState); // Greeting
task.Wait();
}
static void Greet(string message) { Console.Write(message); }
}
}
這種方式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，task.AsyncState作為一個(gè)內(nèi)置的屬性，可以在不同線程中獲取參數(shù)的狀態(tài)。
System.Threading.Tasks.TaskCreateOptions
創(chuàng)建Task的時(shí)候，我們可以指定創(chuàng)建Task的一些相關(guān)選項(xiàng)。在.Net 4.0中，有如下選項(xiàng)：
LongRunning
用來(lái)表示這個(gè)Task是長(zhǎng)期運(yùn)行的，這個(gè)參數(shù)更適合block線程。LongRunning線程一般回收的周期會(huì)比較長(zhǎng)，因此CLR可能不會(huì)把它放到線程池中進(jìn)行管理。
PreferFairness
表示讓Task盡量以公平的方式運(yùn)行，避免出現(xiàn)某些線程運(yùn)行過(guò)快或者過(guò)慢的情況。
AttachedToParent
表示創(chuàng)建的Task是當(dāng)前線程所在Task的子任務(wù)。這一個(gè)用途也很常見(jiàn)。
下面的代碼是創(chuàng)建子任務(wù)的示例：
using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
namespace MultiThread
{
class ThreadTest
{
public static void Main(string[] args)
{
Task parent = Task.Factory.StartNew(() =>
{
Console.WriteLine("I am a parent");
Task.Factory.StartNew(() => // Detached task
{
Console.WriteLine("I am detached");
});
Task.Factory.StartNew(() => // Child task
{
Console.WriteLine("I am a child");
}, TaskCreationOptions.AttachedToParent);
});
parent.Wait();
Console.ReadLine();
}
}
}
如果你等待你一個(gè)任務(wù)結(jié)束，你必須同時(shí)等待任務(wù)里面的子任務(wù)結(jié)束。這一點(diǎn)很重要，尤其是你在使用Continue的時(shí)候。(后面會(huì)介紹)
等待Task
在ThreadPool內(nèi)置的方法中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的等待，在Task中可以很簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)了：
using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
namespace MultiThread
{
class ThreadTest
{
static void Main()
{
var t1 = Task.Run(() => Go(null));
var t2 = Task.Run(() => Go(123));
Task.WaitAll(t1, t2);//等待所有Task結(jié)束
//Task.WaitAny(t1, t2);//等待任意Task結(jié)束
}
static void Go(object data) // data will be null with the first call.
{
Thread.Sleep(5000);
Console.WriteLine("Hello from the thread pool! " + data);
}
}
}
注意：
當(dāng)你調(diào)用一個(gè)Wait方法時(shí)，當(dāng)前的線程會(huì)被阻塞，直到Task返回。但是如果Task還沒(méi)有被執(zhí)行，這個(gè)時(shí)候系統(tǒng)可能會(huì)用當(dāng)前的線程來(lái)執(zhí)行調(diào)用Task，而不是新建一個(gè)，這樣就不需要重新創(chuàng)建一個(gè)線程，并且阻塞當(dāng)前線程。這種做法節(jié)省了創(chuàng)建新線程的開(kāi)銷(xiāo)，也避免了一些線程的切換。但是也有缺點(diǎn)，當(dāng)前線程如果和被調(diào)用的Task同時(shí)想要獲得一個(gè)lock，就會(huì)導(dǎo)致死鎖。
Task異常處理
當(dāng)?shù)却粋€(gè)Task完成的時(shí)候（調(diào)用Wait或者或者訪問(wèn)Result屬性的時(shí)候），Task任務(wù)中沒(méi)有處理的異常會(huì)被封裝成AggregateException重新拋出，InnerExceptions屬性封裝了各個(gè)Task沒(méi)有處理的異常。
using System;
using System.Threading.Tasks;
namespace MultiThreadTest
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
int x = 0;
Task
calc = Task.Factory.StartNew(() => 7 / x); try { Console.WriteLine(calc.Result); } catch (AggregateException aex) { Console.Write(aex.InnerException.Message); // Attempted to divide by 0 } } } }
對(duì)于有父子關(guān)系的Task，子任務(wù)未處理的異常會(huì)逐層傳遞到父Task，并且最后包裝在AggregateException中。
using System;
using System.Threading.Tasks;
namespace MultiThreadTest
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
TaskCreationOptions atp = TaskCreationOptions.AttachedToParent;
var parent = Task.Factory.StartNew(() =>
{
Task.Factory.StartNew(() => // Child
{
Task.Factory.StartNew(() => { throw null; }, atp); // Grandchild
}, atp);
});
// The following call throws a NullReferenceException (wrapped
// in nested AggregateExceptions):
parent.Wait();
}
}
}
取消Task
如果想要支持取消任務(wù)，那么在創(chuàng)建Task的時(shí)候，需要傳入一個(gè)CancellationTokenSouce
示例代碼：
using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
namespace MultiThreadTest
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
var cancelSource = new CancellationTokenSource();
CancellationToken token = cancelSource.Token;
Task task = Task.Factory.StartNew(() =>
{
// Do some stuff...
token.ThrowIfCancellationRequested(); // Check for cancellation request
// Do some stuff...
}, token);
cancelSource.Cancel();
try
{
task.Wait();
}
catch (AggregateException ex)
{
if (ex.InnerException is OperationCanceledException)
Console.Write("Task canceled!");
}
Console.ReadLine();
}
}
}
任務(wù)的連續(xù)執(zhí)行
Continuations
任務(wù)調(diào)度也是常見(jiàn)的需求，Task支持一個(gè)任務(wù)結(jié)束之后執(zhí)行另一個(gè)任務(wù)。
Task task1 = Task.Factory.StartNew(() => Console.Write(“antecedant..”));
Task task2 = task1.ContinueWith(task =>Console.Write(“..continuation”));
Continuations 和Task
Task也有帶返回值的重載，示例代碼如下：
Task.Factory.StartNew(() => 8)
.ContinueWith(ant => ant.Result * 2)
.ContinueWith(ant => Math.Sqrt(ant.Result))
.ContinueWith(ant => Console.WriteLine(ant.Result)); // output 4
子任務(wù)
前面提到了，當(dāng)你等待一個(gè)任務(wù)的時(shí)候，同時(shí)需要等待它的子任務(wù)???成。
下面代碼演示了帶子任務(wù)的Task：
using System;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading;
namespace MultiThreadTest
{
class Program
{
public static void Main(string[] args)
{
Task
parentTask = Task.Factory.StartNew(() => { int[] results = new int[3]; Task t1 = new Task(() => { Thread.Sleep(3000); results[0] = 0; }, TaskCreationOptions.AttachedToParent); Task t2 = new Task(() => { Thread.Sleep(3000); results[1] = 1; }, TaskCreationOptions.AttachedToParent); Task t3 = new Task(() => { Thread.Sleep(3000); results[2] = 2; }, TaskCreationOptions.AttachedToParent); t1.Start(); t2.Start(); t3.Start();
return results; }); Task finalTask = parentTask.ContinueWith(parent => { foreach (int result
in parent.Result) { Console.WriteLine(result); } }); finalTask.Wait(); Console.ReadLine(); } } }
這段代碼的輸出結(jié)果是： 1,2,3
FinalTask會(huì)等待所有子Task結(jié)束后再執(zhí)行。
TaskFactory
關(guān)于TaskFactory，上面的例子中我們使用了System.Threading.Tasks .Task.Factory屬性來(lái)快速的創(chuàng)建Task。當(dāng)然你也可以自己創(chuàng)建TaskFactory，你可以指定自己的TaskCreationOptions，TaskContinuationOptions來(lái)使得通過(guò)你的Factory創(chuàng)建的Task默認(rèn)行為不同。
.Net中有一些默認(rèn)的創(chuàng)建Task的方式，由于TaskFactory創(chuàng)建Task的默認(rèn)行為不同可能會(huì)導(dǎo)致一些不容易發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。
如在.NET 4.5中，Task加入了一個(gè)Run的靜態(tài)方法：
Task.Run(someAction);
如果你用這個(gè)方法代替上面例子中的Task.Factory.StartNew，就無(wú)法得到正確的結(jié)果。原因是Task.Run創(chuàng)建Task的行為默認(rèn)是默認(rèn)是拒絕添加子任務(wù)的。上面的代碼等價(jià)于：
Task.Factory.StartNew(someAction, CancellationToken.None, TaskCreationOptions.DenyChildAttach, TaskScheduler.Default);
你也可以創(chuàng)建具有自己默認(rèn)行為的TaskFactory。
無(wú)論ThreadPool也好，或者Task，微軟都是在想進(jìn)辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)線程的重用，來(lái)節(jié)省不停的創(chuàng)建銷(xiāo)毀線程帶來(lái)的開(kāi)銷(xiāo)。線程池內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)可能在不同版本中有不同的機(jī)制。如果可能的話，使用線程池來(lái)管理線程仍然是建議的選擇。
我們主要介紹了一下Task的基本用法，在我們編程過(guò)程中，有一些使用Task來(lái)提升程序性能的場(chǎng)景往往是很相似的，微軟為了簡(jiǎn)化編程，在System.Threading.Tasks.Parallel中封裝了一系列的并行類(lèi)，內(nèi)部也是通過(guò)Task來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
Parallel的For，F(xiàn)oreach，Invoke 方法
在編程過(guò)程中，我們經(jīng)常會(huì)用到循環(huán)語(yǔ)句：
for (int i = 0; i
{
DoSomeWork(i);
}
如果循環(huán)過(guò)程中的工作可以是并行的話，那么我們可以用如下語(yǔ)句：
Parallel.For(0, 10, i => DoSomeWork(i));
我們也經(jīng)常會(huì)使用Foreach來(lái)遍歷某個(gè)集合：
foreach (var item in collection)
{
DoSomeWork(item);
}
如果我們用一個(gè)線程池來(lái)執(zhí)行里面的任務(wù)，那么我們可以寫(xiě)成：
Parallel.ForEach(collection, item => DoSomeWork(item));
最后，如果你想并行的執(zhí)行幾個(gè)不同的方法，你可以：
Parallel.Invoke(Method1, Method2, Method3);
如果你看下后臺(tái)的實(shí)現(xiàn)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)基本都是基于Task的線程池，當(dāng)然你也可以通過(guò)手動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)Task集合，然后等待所有的任務(wù)結(jié)束來(lái)實(shí)現(xiàn)同樣的功能。上面的Parallel.For和Parallel.Forach方法并不以為這你可以尋找你代碼里面所有用到For和Foreach方法，并且替代他們，因?yàn)槊恳粋€(gè)任務(wù)都會(huì)分配一個(gè)委托，并且在線程池里執(zhí)行，如果委托里面的任務(wù)是線程不安全的，你可能還需要lock來(lái)保證線程安全，使用lock本身就會(huì)造成性能上的損耗。如果每一個(gè)任務(wù)都是需要長(zhǎng)時(shí)間執(zhí)行并且線程安全的，Parallel會(huì)給你帶來(lái)不錯(cuò)的性能提升。對(duì)于短任務(wù)，或者線程不安全的任務(wù)，你需要權(quán)衡下，你是否真的需要使用Parallel。
新聞名稱(chēng)：.NET多線程：Task使用方法
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