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并行开发 —— 第二篇 Task的使用
阅读量:6680 次
发布时间:2019-06-25

本文共 7776 字,大约阅读时间需要 25 分钟。

     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 try 17 {
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task1 12 var t1 = Task.Factory.StartNew
>(() => { 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
Run1() 25 {
26 return new List
{ "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task1 12 var t1 = Task.Factory.StartNew
>(() => { 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
Run1() 23 {
24 return new List
{ "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
stack = new ConcurrentStack
(); 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 }

 

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