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使用任务并行库,当中的多线程_任务并行库

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复习:

  • 1.1
    简介
  • 1.2
    创立职分
  • 1.3
    使用职务试行基本的操作
  • 1.4
    组合任务
  • 1.5
    将APM情势转换为职责
  • 1.6
    将EAP格局调换为职分
  • 1.7
    完结打消选项
  • 1.8
    管理职分中的十分
  • 1.9
    相互运转职责
  • 1.10
    使用TaskScheduler配置任务实践
  • 仿效书籍
  • 笔者水平有限,假诺不当招待各位讨论指正!

其三章内容中大家关系了两种异步编制程序模型,这里差十分的少复习一下,分别如下


1.APM(异步编制程序方式):形如Beginxxx,Endxxx。

本种类首页链接:[C#二十四线程编制程序连串(一)-
简单介绍 ]

2.EAP(基于事件的异步编制程序格局):这几个大家在.net中动用到了BackgroudWorker组件,使用形式是透过事件绑定管理的艺术。


3.TPL(基于任务的异步编程形式):那一个就能够用到职务并行库。

1.1 简介

在头里的多少个章节中,就线程的使用和八线程相关的内容举办了介绍。因为线程涉及到异步、同步、格外传递等主题材料,所以在品种中选择十六线程的代价是相比高昂的,需求编写制定多量的代码来达到科学和健壮性。

为了缓和那样一些的难题,在.Net Framework 4.0中引进了多个有关一步操作的API。它称作任务并行库(Task
Parallel
Library)
。然后在.Net Framwork 4.5中对它实行了细微的创新,本文的案例都以用前卫版本的TPL库,而且大家还能够使用C#
5.0的新特点await/async来简化TAP编制程序,当然那是将来才介绍的。

TPL内部使用了线程池,但是效用越来越高。在把线程归还回线程池此前,它会在同一线程中逐一推行稍微Task,那样制止了有些小职责上下文切换浪费时间片的题目。

职分是指标,在那之中封装了以异步格局进行的工作,不过委托也是包装了代码的目标。义务和信托的分别在于,委托是同步的,而任务是异步的。

在本章中,大家将谈判谈什么使用TPL库来进行任务之间的整合同步,如何将残留的APM和EAP形式转变为TPL情势等等。

 

1.2 创造职分

在本节中,首如果现身说法了怎么创制叁个任务。其入眼行使了System.Threading.Tasks命名空间下的Task类。该类能够被实例化并且提供了一组静态方法,能够方便神速的创建义务。

在底下实例代码中,分别延时了几种普及的职责成立情势,并且创办任务是足以钦命职责创设的选项,从而达到最优的始建立模型式。

TaskCreationOptions中一同有7个枚举,枚举是足以选用|运算符组合定义的。其枚举如下表所示。

成员名称 说明
AttachedToParent 指定将任务附加到任务层次结构中的某个父级。 默认情况下,子任务(即由外部任务创建的内部任务)将独立于其父任务执行。 可以使用 TaskContinuationOptions.AttachedToParent 选项以便将父任务和子任务同步。请注意,如果使用 DenyChildAttach 选项配置父任务,则子任务中的 AttachedToParent 选项不起作用,并且子任务将作为分离的子任务执行。有关详细信息,请参阅附加和分离的子任务
DenyChildAttach 指定任何尝试作为附加的子任务执行(即,使用 AttachedToParent 选项创建)的子任务都无法附加到父任务,会改成作为分离的子任务执行。 有关详细信息,请参阅附加和分离的子任务
HideScheduler 防止环境计划程序被视为已创建任务的当前计划程序。 这意味着像 StartNew 或 ContinueWith 创建任务的执行操作将被视为 Default 当前计划程序。
LongRunning 指定任务将是长时间运行的、粗粒度的操作,涉及比细化的系统更少、更大的组件。 它会向 TaskScheduler 提示,过度订阅可能是合理的。 可以通过过度订阅创建比可用硬件线程数更多的线程。 它还将提示任务计划程序:该任务需要附加线程,以使任务不阻塞本地线程池队列中其他线程或工作项的向前推动。
None 指定应使用默认行为。
PreferFairness 提示 TaskScheduler 以一种尽可能公平的方式安排任务,这意味着较早安排的任务将更可能较早运行,而较晚安排运行的任务将更可能较晚运行。
RunContinuationsAsynchronously 强制异步执行添加到当前任务的延续任务。请注意,RunContinuationsAsynchronously 成员在以 .NET Framework 4.6 开头的 TaskCreationOptions 枚举中可用。
static void Main(string[] args)
{
    // 使用构造方法创建任务
    var t1 = new Task(() => TaskMethod("Task 1"));
    var t2 = new Task(() => TaskMethod("Task 2"));

    // 需要手动启动
    t2.Start();
    t1.Start();

    // 使用Task.Run 方法启动任务  不需要手动启动
    Task.Run(() => TaskMethod("Task 3"));

    // 使用 Task.Factory.StartNew方法 启动任务 实际上就是Task.Run
    Task.Factory.StartNew(() => TaskMethod("Task 4"));

    // 在StartNew的基础上 添加 TaskCreationOptions.LongRunning 告诉 Factory该任务需要长时间运行
    // 那么它就会可能会创建一个 非线程池线程来执行任务  
    Task.Factory.StartNew(() => TaskMethod("Task 5"), TaskCreationOptions.LongRunning);

    ReadLine();
}

static void TaskMethod(string name)
{
    WriteLine($"任务 {name} 运行,线程 id {CurrentThread.ManagedThreadId}. 是否为线程池线程: {CurrentThread.IsThreadPoolThread}.");
}

运行结果如下图所示。

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4.1 简介

1.3 使用职分奉行基本的操作

在本节中,使用职务推行基本的操作,并且得到职责试行到位后的结果值。本节内容比较轻易,在此不做过多介绍。

演示代码如下,在主线程中要拿走结果值,常用的办法就是访问task.Result质量,假如职务线程还没实践达成,那么会阻塞主线程,直到线程实践完。如若职责线程推行完成,那么将一贯获得运算的结果值。

Task 3中,使用了task.Status来打字与印刷线程的情事,线程各种情形的切实意思,将要下一节中介绍。

static void Main(string[] args)
{
    // 直接执行方法 作为参照
    TaskMethod("主线程任务");

    // 访问 Result属性 达到运行结果
    Task<int> task = CreateTask("Task 1");
    task.Start();
    int result = task.Result;
    WriteLine($"运算结果: {result}");

    // 使用当前线程,同步执行任务
    task = CreateTask("Task 2");
    task.RunSynchronously();
    result = task.Result;
    WriteLine($"运算结果:{result}");

    // 通过循环等待 获取运行结果
    task = CreateTask("Task 3");
    WriteLine(task.Status);
    task.Start();

    while (!task.IsCompleted)
    {
        WriteLine(task.Status);
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
    }

    WriteLine(task.Status);
    result = task.Result;
    WriteLine($"运算结果:{result}");

    Console.ReadLine();
}

static Task<int> CreateTask(string name)
{
    return new Task<int>(() => TaskMethod(name));
}

static int TaskMethod(string name)
{
    WriteLine($"{name} 运行在线程 {CurrentThread.ManagedThreadId}上. 是否为线程池线程 {CurrentThread.IsThreadPoolThread}");

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));

    return 42;
}

运作结果如下,可知Task 1
Task 2均是运维在主线程上,并非线程池线程。

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1.4 组合任务

在本节中,展示了职分之中贰个强硬的功效,那正是整合职务。通过结合职务可很好的叙述任务与职责之间的异步、同步关系,大大降低了编制程序的难度。

重组任务入眼是经过task.ContinueWith()task.WhenAny()task.WhenAll()等和task.GetAwaiter().OnCompleted()方法来完毕。

在使用task.ContinueWith()主意时,须求留意它也可传递一种类的枚举选项TaskContinuationOptions,该枚举选项和TaskCreationOptions就像,其现实定义如下表所示。

成员名称 说明
AttachedToParent 如果延续为子任务,则指定将延续附加到任务层次结构中的父级。 只有当延续前面的任务也是子任务时,延续才可以是子任务。 默认情况下,子任务(即由外部任务创建的内部任务)将独立于其父任务执行。 可以使用 TaskContinuationOptions.AttachedToParent 选项以便将父任务和子任务同步。请注意,如果使用 DenyChildAttach 选项配置父任务,则子任务中的 AttachedToParent 选项不起作用,并且子任务将作为分离的子任务执行。有关更多信息,请参见Attached and Detached Child Tasks
DenyChildAttach 指定任何使用 TaskCreationOptions.AttachedToParent 选项创建,并尝试作为附加的子任务执行的子任务(即,由此延续创建的任何嵌套内部任务)都无法附加到父任务,会改成作为分离的子任务执行。 有关详细信息,请参阅附加和分离的子任务
ExecuteSynchronously 指定应同步执行延续任务。 指定此选项后,延续任务在导致前面的任务转换为其最终状态的相同线程上运行。如果在创建延续任务时已经完成前面的任务,则延续任务将在创建此延续任务的线程上运行。 如果前面任务的 CancellationTokenSource 已在一个 finally(在 Visual Basic 中为 Finally)块中释放,则使用此选项的延续任务将在该 finally 块中运行。 只应同步执行运行时间非常短的延续任务。由于任务以同步方式执行,因此无需调用诸如 Task.Wait 的方法来确保调用线程等待任务完成。
HideScheduler 指定由延续通过调用方法(如 Task.RunTask.ContinueWith)创建的任务将默认计划程序 (TaskScheduler.Default) 视为当前的计划程序,而不是正在运行该延续的计划程序。
LazyCancellation 在延续取消的情况下,防止延续的完成直到完成先前的任务。
LongRunning 指定延续将是长期运行的、粗粒度的操作。 它会向 TaskScheduler 提示,过度订阅可能是合理的。
None 如果未指定延续选项,应在执行延续任务时使用指定的默认行为。 延续任务在前面的任务完成后以异步方式运行,与前面任务最终的 Task.Status 属性值无关。 如果延续为子任务,则会将其创建为分离的嵌套任务。
NotOnCanceled 指定不应在延续任务前面的任务已取消的情况下安排延续任务。 如果前面任务完成的 Task.Status 属性是 TaskStatus.Canceled,则前面的任务会取消。 此选项对多任务延续无效。
NotOnFaulted 指定不应在延续任务前面的任务引发了未处理异常的情况下安排延续任务。 如果前面任务完成的 Task.Status 属性是 TaskStatus.Faulted,则前面的任务会引发未处理的异常。 此选项对多任务延续无效。
NotOnRanToCompletion 指定不应在延续任务前面的任务已完成运行的情况下安排延续任务。 如果前面任务完成的 Task.Status 属性是 TaskStatus.RanToCompletion,则前面的任务会运行直至完成。 此选项对多任务延续无效。
OnlyOnCanceled 指定只应在延续前面的任务已取消的情况下安排延续任务。 如果前面任务完成的 Task.Status 属性是 TaskStatus.Canceled,则前面的任务会取消。 此选项对多任务延续无效。
OnlyOnFaulted 指定只有在延续任务前面的任务引发了未处理异常的情况下才应安排延续任务。 如果前面任务完成的 Task.Status 属性是 TaskStatus.Faulted,则前面的任务会引发未处理的异常。OnlyOnFaulted 选项可保证前面任务中的 Task.Exception 属性不是 null。 你可以使用该属性来捕获异常,并确定导致任务出错的异常。 如果你不访问 Exception 属性,则不会处理异常。 此外,如果尝试访问已取消或出错的任务的 Result 属性,则会引发一个新异常。此选项对多任务延续无效。
OnlyOnRanToCompletion 指定只应在延续任务前面的任务已完成运行的情况下才安排延续任务。 如果前面任务完成的 Task.Status 属性是 TaskStatus.RanToCompletion,则前面的任务会运行直至完成。 此选项对多任务延续无效。
PreferFairness 提示 TaskScheduler 按任务计划的顺序安排任务,因此较早安排的任务将更可能较早运行,而较晚安排运行的任务将更可能较晚运行。
RunContinuationsAsynchronously 指定应异步运行延续任务。 此选项优先于 TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously。

示范代码如下所示,使用ContinueWith()OnCompleted()格局结合了职分来运营,搭配不一致的TaskCreationOptionsTaskContinuationOptions来促成分歧的效果。

static void Main(string[] args)
{
    WriteLine($"主线程 线程 Id {CurrentThread.ManagedThreadId}");

    // 创建两个任务
    var firstTask = new Task<int>(() => TaskMethod("Frist Task",3));
    var secondTask = new Task<int>(()=> TaskMethod("Second Task",2));

    // 在默认的情况下 ContiueWith会在前面任务运行后再运行
    firstTask.ContinueWith(t => WriteLine($"第一次运行答案是 {t.Result}. 线程Id {CurrentThread.ManagedThreadId}. 是否为线程池线程: {CurrentThread.IsThreadPoolThread}"));

    // 启动任务
    firstTask.Start();
    secondTask.Start();

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(4));

    // 这里会紧接着 Second Task运行后运行, 但是由于添加了 OnlyOnRanToCompletion 和 ExecuteSynchronously 所以会由运行SecondTask的线程来 运行这个任务
    Task continuation = secondTask.ContinueWith(t => WriteLine($"第二次运行的答案是 {t.Result}. 线程Id {CurrentThread.ManagedThreadId}. 是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}"),TaskContinuationOptions.OnlyOnRanToCompletion | TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously);

    // OnCompleted 是一个事件  当contiuation运行完成后 执行OnCompleted Action事件
    continuation.GetAwaiter().OnCompleted(() => WriteLine($"后继任务完成. 线程Id {CurrentThread.ManagedThreadId}. 是否为线程池线程 {CurrentThread.IsThreadPoolThread}"));

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
    WriteLine();

    firstTask = new Task<int>(() => 
    {
        // 使用了TaskCreationOptions.AttachedToParent 将这个Task和父Task关联, 当这个Task没有结束时  父Task 状态为 WaitingForChildrenToComplete
        var innerTask = Task.Factory.StartNew(() => TaskMethod("Second Task",5), TaskCreationOptions.AttachedToParent);

        innerTask.ContinueWith(t => TaskMethod("Thrid Task", 2), TaskContinuationOptions.AttachedToParent);

        return TaskMethod("First Task",2);
    });

    firstTask.Start();

    // 检查firstTask线程状态  根据上面的分析 首先是  Running -> WatingForChildrenToComplete -> RanToCompletion
    while (! firstTask.IsCompleted)
    {
        WriteLine(firstTask.Status);

        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
    }

    WriteLine(firstTask.Status);

    Console.ReadLine();
}

static int TaskMethod(string name, int seconds)
{
    WriteLine($"任务 {name} 正在运行,线程池线程 Id {CurrentThread.ManagedThreadId},是否为线程池线程: {CurrentThread.IsThreadPoolThread}");

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));

    return 42 * seconds;
}

运作结果如下图所示,与预期结果一样。当中使用了task.Status来打字与印刷任务局转的情状,对于task.Status的意况具体意思如下表所示。

成员名称 说明
Canceled 该任务已通过对其自身的 CancellationToken 引发 OperationCanceledException 对取消进行了确认,此时该标记处于已发送信号状态;或者在该任务开始执行之前,已向该任务的 CancellationToken 发出了信号。 有关详细信息,请参阅任务取消
Created 该任务已初始化,但尚未被计划。
Faulted 由于未处理异常的原因而完成的任务。
RanToCompletion 已成功完成执行的任务。
Running 该任务正在运行,但尚未完成。
WaitingForActivation 该任务正在等待 .NET Framework 基础结构在内部将其激活并进行计划。
WaitingForChildrenToComplete 该任务已完成执行,正在隐式等待附加的子任务完成。
WaitingToRun 该任务已被计划执行,但尚未开始执行。

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线程池也正是线程和用户之间的贰个抽象层,向程序员隐藏了使用线程的内部原因,使得程序员专心管理程序逻辑,而不是各个线程难点。

1.5 将APM方式转变为任务

在前边的章节中,介绍了基于IAsyncResult接口完成了BeginXXXX/EndXXXX主意的就叫APM情势。APM情势特别古老,那么什么样将它转变为TAP情势呢?对于广大的两种APM格局异步职责,大家一般选取使用Task.Factory.FromAsync()方法来落实将APM模式转换为TAP模式

演示代码如下所示,相比轻易不作过多介绍。

static void Main(string[] args)
{
    int threadId;
    AsynchronousTask d = Test;
    IncompatibleAsychronousTask e = Test;

    // 使用 Task.Factory.FromAsync方法 转换为Task
    WriteLine("Option 1");
    Task<string> task = Task<string>.Factory.FromAsync(d.BeginInvoke("异步任务线程", CallBack, "委托异步调用"), d.EndInvoke);

    task.ContinueWith(t => WriteLine($"回调函数执行完毕,现在运行续接函数!结果:{t.Result}"));

    while (!task.IsCompleted)
    {
        WriteLine(task.Status);
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
    }
    WriteLine(task.Status);
    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));

    WriteLine("----------------------------------------------");
    WriteLine();

    // 使用 Task.Factory.FromAsync重载方法 转换为Task
    WriteLine("Option 2");

    task = Task<string>.Factory.FromAsync(d.BeginInvoke,d.EndInvoke,"异步任务线程","委托异步调用");

    task.ContinueWith(t => WriteLine($"任务完成,现在运行续接函数!结果:{t.Result}"));

    while (!task.IsCompleted)
    {
        WriteLine(task.Status);
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
    }
    WriteLine(task.Status);
    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));

    WriteLine("----------------------------------------------");
    WriteLine();

    // 同样可以使用 FromAsync方法 将 BeginInvoke 转换为 IAsyncResult 最后转换为 Task
    WriteLine("Option 3");

    IAsyncResult ar = e.BeginInvoke(out threadId, CallBack, "委托异步调用");
    task = Task<string>.Factory.FromAsync(ar, _ => e.EndInvoke(out threadId, ar));

    task.ContinueWith(t => WriteLine($"任务完成,现在运行续接函数!结果:{t.Result},线程Id {threadId}"));

    while (!task.IsCompleted)
    {
        WriteLine(task.Status);
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
    }
    WriteLine(task.Status);

    ReadLine();
}

delegate string AsynchronousTask(string threadName);
delegate string IncompatibleAsychronousTask(out int threadId);

static void CallBack(IAsyncResult ar)
{
    WriteLine("开始运行回调函数...");
    WriteLine($"传递给回调函数的状态{ar.AsyncState}");
    WriteLine($"是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");
    WriteLine($"线程池工作线程Id:{CurrentThread.ManagedThreadId}");
}

static string Test(string threadName)
{
    WriteLine("开始运行...");
    WriteLine($"是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");
    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));

    CurrentThread.Name = threadName;
    return $"线程名:{CurrentThread.Name}";
}

static string Test(out int threadId)
{
    WriteLine("开始运行...");
    WriteLine($"是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");
    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));

    threadId = CurrentThread.ManagedThreadId;
    return $"线程池线程工作Id是:{threadId}";
}

运作结果如下图所示。

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然而使用线程池也很复杂。有三个难点存在:

1.6 将EAP情势调换为天职

在上几章中有关联,通过BackgroundWorker类经过事件的措施贯彻的异步,大家叫它EAP情势。那么怎么样将EAP形式调换为天职吗?很简短,大家只要求通过TaskCompletionSource类,就能够将EAP方式转变为任务。

示范代码如下所示。

static void Main(string[] args)
{
    var tcs = new TaskCompletionSource<int>();

    var worker = new BackgroundWorker();
    worker.DoWork += (sender, eventArgs) =>
    {
        eventArgs.Result = TaskMethod("后台工作", 5);
    };

    // 通过此方法 将EAP模式转换为 任务
    worker.RunWorkerCompleted += (sender, eventArgs) =>
    {
        if (eventArgs.Error != null)
        {
            tcs.SetException(eventArgs.Error);
        }
        else if (eventArgs.Cancelled)
        {
            tcs.SetCanceled();
        }
        else
        {
            tcs.SetResult((int)eventArgs.Result);
        }
    };

    worker.RunWorkerAsync();

    // 调用结果
    int result = tcs.Task.Result;

    WriteLine($"结果是:{result}");

    ReadLine();
}

static int TaskMethod(string name, int seconds)
{
    WriteLine($"任务{name}运行在线程{CurrentThread.ManagedThreadId}上. 是否为线程池线程{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));

    return 42 * seconds;
}

运作结果如下图所示。

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①获取线程池中的工作线程的结果比较难

1.7 实现撤销选项

在TAP格局中,达成打消选项和事先的异步方式同样,都以选用CancellationToken来促成,然则分裂的是Task构造函数允许传入一个CancellationToken,从而在职务实际运营以前裁撤它。

演示代码如下所示。

static void Main(string[] args)
{
    var cts = new CancellationTokenSource();
    // new Task时  可以传入一个 CancellationToken对象  可以在线程创建时  变取消任务
    var longTask = new Task<int>(() => TaskMethod("Task 1", 10, cts.Token), cts.Token);
    WriteLine(longTask.Status);
    cts.Cancel();
    WriteLine(longTask.Status);
    WriteLine("第一个任务在运行前被取消.");

    // 同样的 可以通过CancellationToken对象 取消正在运行的任务
    cts = new CancellationTokenSource();
    longTask = new Task<int>(() => TaskMethod("Task 2", 10, cts.Token), cts.Token);
    longTask.Start();

    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
        WriteLine(longTask.Status);
    }
    cts.Cancel();
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
        WriteLine(longTask.Status);
    }

    WriteLine($"这个任务已完成,结果为{longTask.Result}");

    ReadLine();
}

static int TaskMethod(string name, int seconds, CancellationToken token)
{
    WriteLine($"任务运行在{CurrentThread.ManagedThreadId}上. 是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");

    for (int i = 0; i < seconds; i++)
    {
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));
        if (token.IsCancellationRequested)
        {
            return -1;
        }
    }

    return 42 * seconds;
}

运作结果如下图所示,这里要求小心的是,若是是在职分施行在此之前撤消了任务,那么它的最终状态是Canceled。假诺是在实行进度中收回任务,那么它的景观是RanCompletion

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②落成线程池中劳作线程实行的时序难题

1.8 管理职务中的格外

在职务中,管理非常和其余异步格局管理特别类似,即使能在所发生格外的线程中拍卖,那么毫无在另各市方管理。不过对于部分不可预料的要命,那么可以经过三种办法来管理。

能够通过拜访task.Result性格来拍卖特别,因为访问那本性子的Get措施会使这两天线程等待直到该职分成功,并将那么些传播给当下线程,这样就足以由此try catch语句块来捕获万分。别的利用task.GetAwaiter().GetResult()艺术和第使用task.Result相近,同样能够捕获卓殊。若是是要捕获七个任务中的格外错误,那么能够通过ContinueWith()艺术来拍卖。

具体怎么着落实,演示代码如下所示。

static void Main(string[] args)
{
    Task<int> task;
    // 在主线程中调用 task.Result task中的异常信息会直接抛出到 主线程中
    try
    {
        task = Task.Run(() => TaskMethod("Task 1", 2));
        int result = task.Result;
        WriteLine($"结果为: {result}");
    }
    catch (Exception ex)
    {
        WriteLine($"异常被捕捉:{ex.Message}");
    }
    WriteLine("------------------------------------------------");
    WriteLine();

    // 同上 只是访问Result的方式不同
    try
    {
        task = Task.Run(() => TaskMethod("Task 2", 2));
        int result = task.GetAwaiter().GetResult();
        WriteLine($"结果为:{result}");
    }
    catch (Exception ex)
    {
        WriteLine($"异常被捕捉: {ex.Message}");
    }
    WriteLine("----------------------------------------------");
    WriteLine();

    var t1 = new Task<int>(() => TaskMethod("Task 3", 3));
    var t2 = new Task<int>(() => TaskMethod("Task 4", 4));

    var complexTask = Task.WhenAll(t1, t2);
    // 通过ContinueWith TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted的方式 如果task出现异常 那么才会执行该方法
    var exceptionHandler = complexTask.ContinueWith(t => {
        WriteLine($"异常被捕捉:{t.Exception.Message}");
        foreach (var ex in t.Exception.InnerExceptions)
        {
            WriteLine($"-------------------------- {ex.Message}");
        }
    },TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted);

    t1.Start();
    t2.Start();

    ReadLine();
}

static int TaskMethod(string name, int seconds)
{
    WriteLine($"任务运行在{CurrentThread.ManagedThreadId}上. 是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
    // 人为抛出一个异常
    throw new Exception("Boom!");
    return 42 * seconds;
}

运行结果如下所示,供给专注的是,假若在ContinueWith()方法中捕获八个任务发生的不得了,那么它的不得了类型是AggregateException,具体的特别音讯包括在InnerExceptions里头,要注意和InnerException区分。

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综上,大家在第3章中提过的异步编制程序模型和基于事件的异步编程模型,这几个形式使得获取结果越发便于,传播也更自在,可是在开始展览八个异步操作结合的时候,还须求编写制定多量的代码。对于第贰个难点.NET 4.0提议了八个新的有关异步操作的API。叫做职责并行库(Task Parallel Library
简称 TPL)。

1.9 互为运维任务

本节中第一介绍了五个方法的利用,一个是伺机组中全体任务都施行实现的Task.WhenAll()措施,另几个是一旦组中一个艺术施行实现都推行的Task.WhenAny()方法。

实际使用,如下演示代码所示。

static void Main(string[] args)
{
    // 第一种方式 通过Task.WhenAll 等待所有任务运行完成
    var firstTask = new Task<int>(() => TaskMethod("First Task", 3));
    var secondTask = new Task<int>(() => TaskMethod("Second Task", 2));

    // 当firstTask 和 secondTask 运行完成后 才执行 whenAllTask的ContinueWith
    var whenAllTask = Task.WhenAll(firstTask, secondTask);
    whenAllTask.ContinueWith(t => WriteLine($"第一个任务答案为{t.Result[0]},第二个任务答案为{t.Result[1]}"), TaskContinuationOptions.OnlyOnRanToCompletion);

    firstTask.Start();
    secondTask.Start();

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(4));

    // 使用WhenAny方法  只要列表中有一个任务完成 那么该方法就会取出那个完成的任务
    var tasks = new List<Task<int>>();
    for (int i = 0; i < 4; i++)
    {
        int counter = 1;
        var task = new Task<int>(() => TaskMethod($"Task {counter}",counter));
        tasks.Add(task);
        task.Start();
    }

    while (tasks.Count > 0)
    {
        var completedTask = Task.WhenAny(tasks).Result;
        tasks.Remove(completedTask);
        WriteLine($"一个任务已经完成,结果为 {completedTask.Result}");
    }

    ReadLine();
}

static int TaskMethod(string name, int seconds)
{
    WriteLine($"任务运行在{CurrentThread.ManagedThreadId}上. 是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
    return 42 * seconds;
}

运转结果如下图所示。

图片 8

 

1.10 使用TaskScheduler配置职责实行

Task中,肩负任务调治是TaskScheduler指标,FCL提供了多个派生自TaskScheduler的类型:线程池职分调整器(Thread
Pool Task Scheduler)
联合上下文职务调节器(Synchronization
Scheduler)
。私下认可情况下全体应用程序都使用线程池职分调治器,然而在UI组件中,不使用线程池中的线程,防止跨线程更新UI,需求利用同步上下文任务调解器。能够通过实践TaskSchedulerFromCurrentSynchronizationContext()静态方法来获得对同步上下文任务调整器的引用。

演示程序如下所示,为了延时一同上下文任务调解器,我们本次利用WPF来创制项目。

MainWindow.xaml 代码如下所示。

<Window x:Class="Recipe9.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
        xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
        xmlns:local="clr-namespace:Recipe9"
        mc:Ignorable="d"
        Title="MainWindow" Height="450" Width="800">
    <Grid>
        <TextBlock Name="ContentTextBlock" HorizontalAlignment="Left" Margin="44,134,0,0" VerticalAlignment="Top" Width="425" Height="40"/>
        <Button Content="Sync" HorizontalAlignment="Left" Margin="45,190,0,0" VerticalAlignment="Top" Width="75" Click="ButtonSync_Click"/>
        <Button Content="Async" HorizontalAlignment="Left" Margin="165,190,0,0" VerticalAlignment="Top" Width="75" Click="ButtonAsync_Click"/>
        <Button Content="Async OK" HorizontalAlignment="Left" Margin="285,190,0,0" VerticalAlignment="Top" Width="75" Click="ButtonAsyncOK_Click"/>
    </Grid>
</Window>

MainWindow.xaml.cs 代码如下所示。

/// <summary>
/// MainWindow.xaml 的交互逻辑
/// </summary>
public partial class MainWindow : Window
{
    public MainWindow()
    {
        InitializeComponent();
    }

    // 同步执行 计算密集任务 导致UI线程阻塞
    private void ButtonSync_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
    {
        ContentTextBlock.Text = string.Empty;

        try
        {
            string result = TaskMethod().Result;
            ContentTextBlock.Text = result;
        }
        catch (Exception ex)
        {
            ContentTextBlock.Text = ex.InnerException.Message;
        }
    }

    // 异步的方式来执行 计算密集任务 UI线程不会阻塞 但是 不能跨线程更新UI 所以会有异常
    private void ButtonAsync_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
    {
        ContentTextBlock.Text = string.Empty;
        Mouse.OverrideCursor = Cursors.Wait;

        Task<string> task = TaskMethod();
        task.ContinueWith(t => {
            ContentTextBlock.Text = t.Exception.InnerException.Message;
            Mouse.OverrideCursor = null;
        }, CancellationToken.None, TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted, TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext());
    }

    // 通过 异步 和 FromCurrentSynchronizationContext方法 创建了线程同步的上下文  没有跨线程更新UI 
    private void ButtonAsyncOK_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
    {
        ContentTextBlock.Text = string.Empty;
        Mouse.OverrideCursor = Cursors.Wait;
        Task<string> task = TaskMethod(TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext());

        task.ContinueWith(t => Mouse.OverrideCursor = null,
            CancellationToken.None,
            TaskContinuationOptions.None,
            TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext());
    }

    Task<string> TaskMethod()
    {
        return TaskMethod(TaskScheduler.Default);
    }

    Task<string> TaskMethod(TaskScheduler scheduler)
    {
        Task delay = Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(5));

        return delay.ContinueWith(t =>
        {
            string str = $"任务运行在{CurrentThread.ManagedThreadId}上. 是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}";

            Console.WriteLine(str);

            ContentTextBlock.Text = str;
            return str;
        }, scheduler);
    }
}

运维结果如下所示,从左至右依次单击开关,前五个开关将会迷惑那些。
图片 9

切实新闻如下所示。

图片 10

TPL能够看成线程池之上的又贰个抽象层,其对技术员隐藏了与线程池交互的最底层代码,并提供了更便于的细粒度的API。

参照他事他说加以考察书籍

本文首要参照了以下几本书,在此对这个小编表示诚挚的多谢,感激你们为.Net的弘扬所做的孝敬!

  1. 《CLR via C#》
  2. 《C# in Depth Third Edition》
  3. 《Essential C# 6.0》
  4. 《Multithreading with C# Cookbook Second Edition》
  5. 《C#三十二线程编制程序实战》

源码下载点击链接
亲自去做源码下载

TPL的主导概念是职责。贰个任务代表了八个异步操作,该操作能够运用多样办法运转,能够行使或不应用独立线程运营。

作者水平有限,借使不当招待各位议论指正!

不容置疑想趁待业时期的岁月读完《Multithreading with C# Cookbook Second
艾德ition》那本书,并且享受做的相干笔记;可是出于笔者近期专门的工作规划和身体原因,可能方今都尚辰时间来更新这几个连串,没办法做到几天一更。请大家多多原谅!然则小编一定会将以此类别全体制改良进完结的!多谢我们的援救!

三个职分能够有四种办法和任何职责组合起来。例如,能够而且推行八个职分,等待全部职务达成,然后运转一个义务对从前全数的天职结果举香港行政局地测算。TPL与从前的形式相比较,当中二个器重优势是其兼具用于组合任务的低价的API。

拍卖职责中的相当结果也会有七种方法。一个任务能够由二种职分组成,这个职责也足以有各自的子职责,所以有八个AggregateException的概念。这种相当能够捕获底层职分之中的享有极度,并同意单独管理那个特别。

C#5.0中得以应用await和async关键词以平滑的,舒服的主意开始展览操作职务。

 

4.2 创制职务

创设职务有二种格局:

1.一贯开立职责实例,通过实例方法Start方法来运行职责

2.行使静态方法Task.Run和Task.Factory.StartNew来创建职分,两个都无需呈现的调用start方法运行义务,区别在于前者是后人的一种连忙方式,后者能够应用附加的选项。

例:
1     class Program
2     {
3         static void Main(string[] args)
4         {
5             //第一种直接创建任务实例,需要用start方法来启动任务
6             var t1 = new Task(() => TaskMethod("Task 1"));
7             var t2 = new Task(() => TaskMethod("Task 2"));
8             t2.Start();
9             t1.Start();
10           //第二种通过Task.Factory.StartNew来创建任务
11           //这里Run方法只是Task.Factory.StartNew的一个快捷方式,Task.Factory.StartNew可以添加附加选项
12           Task.Run(() => TaskMethod("Task 3"));
13           Task.Factory.StartNew(() => TaskMethod("Task 4"));
14           //我们标记了该任务是长时间任务,结果该任务没有使用线程池,而是在单独的线程中运行
15           Task.Factory.StartNew(() => TaskMethod("Task 5"), TaskCreationOptions.LongRunning);
16           Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));
17         }
18 
19         static void TaskMethod(string name)
20         {
21             Console.WriteLine(
22                                 "Task {0} is running on a thread id {1}. Is thread pool thread: {2}",
23                                  name,
24                                 Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, 
25                                 Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);
26         }
27   }

图片 11

※由于尚未对职责的时序做管理,所现在往实施每三次都大概不平等。

※Task5选拔的是独立线程的章程来运维,不过依照运维该任务的此时此刻的职分调解程序(task scheduler),运市场价格势大概会分裂。

 

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