平时做技术实践时,很多问题不是概念不会,而是细节没串起来。拿“C# 并行和多线程编程——认识和采用Task”来说,它看着像小点,放到项目里常会牵出环境、配置、兼容性和维护成本。下面按实际采用顺序,把思路、关键写法和容易踩坑的地方讲清楚,便于大家直接对照操作。
落到代码里,对于多线程,我们经常采用的是Thread。在我们了解Task之前,如果我们要采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呢?
任务和线程的区别:
1、任务是架构在线程之上的,也就是说任务最后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个任务同时不是说会开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、认识Task和Task的基本采用
1、认识Task
首先来看一下Task的继承结构。Task标识一个异步操作。

落到代码里,能够看到Task和Thread一样,位于System.Threading命名空间下,这也就是说他们直接有密不可分的联系。下面我们来仔细看一下吧!
2、新建Task
理解这一步时,新建Task的方法有两种,一种是直接新建——new一个出来,一种是借助工厂新建。下面来看一下这两种新建方法:
//第一种创建方式,直接实例化
var task1 = new Task(() =>
{
//TODO you code
});
理解这一步时,这是最轻松的新建方法,能够看到其构造函数是一个Action,其构造函数有如下所示几种,比较常用的是前两种。

//第二种创建方式,工厂创建
var task2 = Task.Factory.StartNew(() =>
{
//TODO you code
});
理解这一步时,这种方式借助静态工厂,新建以个Task并运行。下面我们来建一个控制台项目,演示一下,代码如下所示:
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();
}
}
}
结合项目来看,这里我分别用两种方式新建两个task,并让他们运行。能够看到借助构造函数新建的task,必须手动Start,而借助工厂新建的Task直接就启动了。
下面我们来看一下Task的声明周期,编写如下所示代码:
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就是输出task的当前状态,其输出结果如下所示:

实际处理时,能够看到调用Start前的状态是Created,随后等待分配线程去执行,到最后执行完成。
从我们能够得出Task的简略生命周期:
Created:表示默认初始化任务,但是“工厂新建的”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。
二、Task的任务控制
结合项目来看,Task最吸引人的地方就是他的任务控制了,你能够很好的控制task的执行顺序,让多个task有序的工作。下面来详细说一下:
1、Task.Wait
结合项目来看,在上个例子里,我们已经采用过了,task1.Wait();就是等待任务执行完成,我们能够看到最后task1的状态变为Completed。
2、Task.WaitAll
实际处理时,看字面意思就知道,就是等待所有的任务都执行完成,下面我们来写一段代码演示一下:
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();
}
其输出结果如下所示:

落到代码里,能够看到,任务一和任务二都完成以后,才输出All task finished!
3、Task.WaitAny
理解这一步时,这个用发同Task.WaitAll,就是等待任何一个任务完成就继续向下执行,将上面的代码WaitAll替换为WaitAny,输出结果如下所示:

4、Task.ContinueWith
理解这一步时,就是在第一个Task完成后自动启动下一个Task,实现Task的延续,下面我们来看下他的用法,编写如下所示代码:
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();
}
执行结果如下所示:

在这个场景下,能够看到,task1完成之后,开始执行后面的内容,同时且这里我们取得task的得到值。
从实现思路看,在每次调用ContinueWith方法时,每次会把上次Task的引用传入进来,以便检测上次Task的状态,比如能够采用上次Task的Result属性来拿到得到值。我们还能够这么写:
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);
结合项目来看,首先输出Get some data,随后执行第二个获得得到值true,最后根据判断得到Finished或error。输出结果:
Get some Data!
Finished
其实上面的写法简化一下,能够这样写:
Task.Factory.StartNew<string>(() => {return "One";}).ContinueWith(ss => { Console.WriteLine(ss.Result);});
输出One,这个能够看明白了吧~
更多ContinueWith用法参见:(链接已移除)
5、Task的取消
在这个场景下,前面说了那么多Task的用法,下面来说下Task的取消,比如我们启动了一个task,出现异常或者用户点击取消等等,我们能够取消这个任务。
实际处理时,如何取消一个Task呢,我们借助cancellation的tokens来取消一个Task。在很多Task的Body里面包含循环,我们能够在轮询的时候判断IsCancellationRequested属性是否为True,如果是True的话就return或者抛出异常,抛出异常后面再说,因为还没有说异常处理的东西。
下面在代码中看下如何实现任务的取消,代码如下所示:
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();//这句忘了加,程序退出了,看不到“Abort mission success!“这个提示
实际处理时,这里开启了一个Task,同时给token注册了一个方法,输出一条信息,然后执行ReadKey开始等待用户输入,用户点击回车后,执行tokenSource.Cancel方法,取消任务。其输出结果如下所示:

从实现思路看,好了,今天先说道这里,明天继续讲task,下面该说说task的异常处理和其他的一些用法,如果喜欢能够关注我,一有更新会马上通知你。
作者:雲霏霏
博客地址:(链接已移除)
落到代码里,总的来说,c#适合结合实际项目边做边理解。先抓住核心思路,再逐步补上细节和边界处理,最后效果会更稳定,也更容易复用。