并行开发2——Task的使用

来源：互联网发布：淘宝logo设计编辑：程序博客网时间：2024/04/29 06:38

在我们了解Task之前，如果我们要使用多核的功能可能就会自己来开线程，然而这种线程模型在.net 4.0之后被一种称为基于

“任务的编程模型”所冲击，因为task会比thread具有更小的性能开销，不过大家肯定会有疑惑，任务和线程到底有什么区别？

1：任务是架构在线程之上的，也就是说任务最终还是要抛给线程去执行。

2：任务跟线程不是一对一的关系，比如开10个任务并不是说会开10个线程，这一点任务有点类似线程池，但是任务相比线程池有很小

的开销和精确的控制。

一：Task

1. 最简单的使用

开启task有两种方式:

<1> 实例化Task

1    //第一种方式开启2         var task1 = new Task(() =>3         {4             Run1();5         });

<2>从工厂中创建

1   var task2 = Task.Factory.StartNew(() =>2             {3                 Run2();4             });

是的，同样两种方法都可以创建，我们肯定会想两者是不是多多少少有点区别呢？好的，下面我们举个例子看分晓。

 1 using System; 2 using System.Threading; 3 using System.Threading.Tasks; 4 using System.Diagnostics; 5 using System.Collections.Generic; 6  7 class Program 8 { 9     static void Main(string[] args)10     {11         //第一种方式开启12         var task1 = new Task(() =>13         {14             Run1();15         });16 17         //第二种方式开启18         var task2 = Task.Factory.StartNew(() =>19             {20                 Run2();21             });22 23         Console.WriteLine("调用start之前****************************\n");24 25         //调用start之前的“任务状态”26         Console.WriteLine("task1的状态:{0}", task1.Status);27 28         Console.WriteLine("task2的状态:{0}", task2.Status);29 30         task1.Start();31 32         Console.WriteLine("\n调用start之后****************************");33 34         //调用start之前的“任务状态”35         Console.WriteLine("\ntask1的状态:{0}", task1.Status);36 37         Console.WriteLine("task2的状态:{0}", task2.Status);38 39         //主线程等待任务执行完40         Task.WaitAll(task1, task2);41 42         Console.WriteLine("\n任务执行完后的状态****************************");43 44         //调用start之前的“任务状态”45         Console.WriteLine("\ntask1的状态:{0}", task1.Status);46 47         Console.WriteLine("task2的状态:{0}", task2.Status);48 49         Console.Read();50     }51 52     static void Run1()53     {54         Thread.Sleep(1000);55         Console.WriteLine("\n我是任务1");56     }57 58     static void Run2()59     {60         Thread.Sleep(2000);61         Console.WriteLine("我是任务2");62     }63 }

①：从图中可以看出两种task实例的简略生命周期。

Created：表示默认初始化任务，但是我们发现“工厂创建的”实例直接跳过。

WaitingToRun: 这种状态表示等待任务调度器分配线程给任务执行。

RanToCompletion：任务执行完毕。

②：我们发现task的使用跟Thread很相似，就连waitAll的方法使用也一样，刚才也说了，任务是架构在线程之上，那么我们用VS里面的

“并行任务”看一看，快捷键Ctrl+D，K，或者找到“调试"->"窗口“->"并行任务“，我们在WaitAll方法处插入一个断点，最终我们发现

任务确实托管给了线程。

2. 取消任务

我们知道task是并行计算的，比如说主线程在某个时刻由于某种原因要取消某个task的执行，我们能做到吗? 当然我们可以做到。

在4.0中给我们提供一个“取消标记”叫做CancellationTokenSource.Token，在创建task的时候传入此参数，就可以将主线程和任务相

关联，然后在任务中设置“取消信号“叫做ThrowIfCancellationRequested来等待主线程使用Cancel来通知，一旦cancel被调用。task将会

抛出OperationCanceledException来中断此任务的执行，最后将当前task的Status的IsCanceled属性设为true。看起来是不是很抽象，

没关系，上代码说话。

 1 using System; 2 using System.Threading; 3 using System.Threading.Tasks; 4 using System.Diagnostics; 5 class Program 6 { 7     static void Main(string[] args) 8     { 9         var cts = new CancellationTokenSource();10         var ct = cts.Token;11 12         Task task1 = new Task(() => { Run1(ct); }, ct);13 14         Task task2 = new Task(Run2);15 16         try17         {18             task1.Start();19             task2.Start();20 21             Thread.Sleep(1000);22 23             cts.Cancel();24 25             Task.WaitAll(task1, task2);26         }27         catch (AggregateException ex)28         {29             foreach (var e in ex.InnerExceptions)30             {31                 Console.WriteLine("\nhi,我是OperationCanceledException：{0}\n", e.Message);32             }33 34             //task1是否取消35             Console.WriteLine("task1是不是被取消了？ {0}", task1.IsCanceled);36             Console.WriteLine("task2是不是被取消了？ {0}", task2.IsCanceled);37         }38 39         Console.Read();40     }41 42     static void Run1(CancellationToken ct)43     {44         ct.ThrowIfCancellationRequested();45 46         Console.WriteLine("我是任务1");47 48         Thread.Sleep(2000);49 50         ct.ThrowIfCancellationRequested();51 52         Console.WriteLine("我是任务1的第二部分信息");53     }54 55     static void Run2()56     {57         Console.WriteLine("我是任务2");58     }59 }

从图中可以看出

①：Run1中的Console.WriteLine("我是任务1的第二部分信息"); 没有被执行。

②：Console.WriteLine("task1是不是被取消了？ {0}", task1.IsCanceled); 状态为True。

也就告诉我们Run1中途被主线程中断执行，我们coding的代码起到效果了。

3. 获取任务的返回值

我们以前写线程的时候注册的方法一般都是void类型，如果主线程要从工作线程中获取数据一般采用的手段是“委托+事件”的模式，然而

在Task中有两种方式可以解决。

<1> 现在我们的实例化是采用Task<TResult>的形式，其中TResult就是当前task执行后返回的结果，下面举得例子是t2任务获取

t1的执行结果。

 1 using System; 2 using System.Threading; 3 using System.Threading.Tasks; 4 using System.Diagnostics; 5 using System.Collections.Generic; 6  7 class Program 8 { 9     static void Main(string[] args)10     {11         //执行task112         var t1 = Task.Factory.StartNew<List<string>>(() => { return Run1(); });13 14         t1.Wait();15 16         var t2 = Task.Factory.StartNew(() =>17         {18             Console.WriteLine("t1集合中返回的个数：" + string.Join(",", t1.Result));19         });20 21         Console.Read();22     }23 24     static List<string> Run1()25     {26         return new List<string> { "1", "4", "8" };27     }28 }

<2>采用ContinueWith方法，很有意思，现在我们将上面的方法改造一下。

 1 using System; 2 using System.Threading; 3 using System.Threading.Tasks; 4 using System.Diagnostics; 5 using System.Collections.Generic; 6  7 class Program 8 { 9     static void Main(string[] args)10     {11         //执行task112         var t1 = Task.Factory.StartNew<List<string>>(() => { return Run1(); });13 14         var t2 = t1.ContinueWith((i) =>15         {16             Console.WriteLine("t1集合中返回的个数：" + string.Join(",", i.Result));17         });18 19         Console.Read();20     }21 22     static List<string> Run1()23     {24         return new List<string> { "1", "4", "8" };25     }26 }

4：ContinueWith结合WaitAll来玩一把

当这两者结合起来，我们就可以玩一些复杂一点的东西，比如说现在有7个任务，其中t1需要串行，t2-t3可以并行，t4需要串行，t5-t6并行，

t7串行。

好了，我们上一下代码说话，下面代码没有实际意思，纯属演示。

 1 using System; 2 using System.Threading; 3 using System.Threading.Tasks; 4 using System.Diagnostics; 5 using System.Collections.Generic; 6 using System.Collections.Concurrent; 7  8 class Program 9 {10     static void Main(string[] args)11     {12         ConcurrentStack<int> stack = new ConcurrentStack<int>();13 14         //t1先串行15         var t1 = Task.Factory.StartNew(() =>16         {17             stack.Push(1);18             stack.Push(2);19         });20 21         //t2,t3并行执行22         var t2 = t1.ContinueWith(t =>23         {24             int result;25 26             stack.TryPop(out result);27         });28 29         //t2,t3并行执行30         var t3 = t1.ContinueWith(t =>31         {32             int result;33 34             stack.TryPop(out result);35         });36 37         //等待t2和t3执行完38         Task.WaitAll(t2, t3);39 40 41         //t4串行执行42         var t4 = Task.Factory.StartNew(() =>43         {44             stack.Push(1);45             stack.Push(2);46         });47 48         //t5,t6并行执行49         var t5 = t4.ContinueWith(t =>50         {51             int result;52 53             stack.TryPop(out result);54         });55 56         //t5,t6并行执行57         var t6 = t4.ContinueWith(t =>58         {59             int result;60 61             //只弹出，不移除62             stack.TryPeek(out result);63         });64 65         //临界区：等待t5，t6执行完66         Task.WaitAll(t5, t6);67 68         //t7串行执行69         var t7 = Task.Factory.StartNew(() =>70         {71             Console.WriteLine("当前集合元素个数：" + stack.Count);72         });73 74         Console.Read();75     }76 }