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并行开发——第二篇 Task的使用
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
最简单的使用 开启task有两种方式 我们用例子来说明俩者的不同:
using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Diagnostics;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//第一种方式开启
var task1 = new Task(() =>
{
Run1();
});
//第二种方式开启
var task2 = Task.Factory.StartNew(() =>
{
Run2();
});
Console.WriteLine("调用start之前****************************\n");
//调用start之前的“任务状态”
Console.WriteLine("task1的状态:{0}", task1.Status);
Console.WriteLine("task2的状态:{0}", task2.Status);
task1.Start();
Console.WriteLine("\n调用start之后****************************");
//调用start之前的“任务状态”
Console.WriteLine("\ntask1的状态:{0}", task1.Status);
Console.WriteLine("task2的状态:{0}", task2.Status);
//主线程等待任务执行完
Task.WaitAll(task1, task2);
Console.WriteLine("\n任务执行完后的状态****************************");
//调用start之前的“任务状态”
Console.WriteLine("\ntask1的状态:{0}", task1.Status);
Console.WriteLine("task2的状态:{0}", task2.Status);
Console.Read();
}
static void Run1()
{
Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine("\n我是任务1");
}
static void Run2()
{
Thread.Sleep(2000);
Console.WriteLine("我是任务2");
}
}
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。
using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Diagnostics;
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
var cts = new CancellationTokenSource();
var ct = cts.Token;
Task task1 = new Task(() => { Run1(ct); }, ct);
Task task2 = new Task(Run2);
try
{
task1.Start();
task2.Start();
Thread.Sleep(1000);
cts.Cancel();
Task.WaitAll(task1, task2);
}
catch (AggregateException ex)
{
foreach (var e in ex.InnerExceptions)
{
Console.WriteLine("\nhi,我是OperationCanceledException：{0}\n", e.Message);
}
//task1是否取消
Console.WriteLine("task1是不是被取消了？ {0}", task1.IsCanceled);
Console.WriteLine("task2是不是被取消了？ {0}", task2.IsCanceled);
}
Console.Read();
}
static void Run1(CancellationToken ct)
{
ct.ThrowIfCancellationRequested();
Console.WriteLine("我是任务1");
Thread.Sleep(2000);
ct.ThrowIfCancellationRequested();
Console.WriteLine("我是任务1的第二部分信息");
}
static void Run2()
{
Console.WriteLine("我是任务2");
}
}
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。
using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Diagnostics;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//执行task1
var t1 = Task.Factory.StartNew<List<string>>(() => { return Run1(); });
t1.Wait();
var t2 = Task.Factory.StartNew(() =>
{
Console.WriteLine("t1集合中返回的个数：" + string.Join(",", t1.Result));
});
Console.Read();
}
static List<string> Run1()
{
return new List<string> { "1", "4", "8" };
}
}
<2>采用ContinueWith方法，很有意思，现在我们将上面的方法改造一下。
using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Diagnostics;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//执行task1
var t1 = Task.Factory.StartNew<List<string>>(() => { return Run1(); });
var t2 = t1.ContinueWith((i) =>
{
Console.WriteLine("t1集合中返回的个数：" + string.Join(",", i.Result));
});
Console.Read();
}
static List<string> Run1()
{
return new List<string> { "1", "4", "8" };
}
}
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。
using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Diagnostics;
using System.Collections.Generic;
using System.Collections.Concurrent;
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
ConcurrentStack<int> stack = new ConcurrentStack<int>();
//t1先串行
var t1 = Task.Factory.StartNew(() =>
{
stack.Push(1);
stack.Push(2);
});
//t2,t3并行执行
var t2 = t1.ContinueWith(t =>
{
int result;
stack.TryPop(out result);
});
//t2,t3并行执行
var t3 = t1.ContinueWith(t =>
{
int result;
stack.TryPop(out result);
});
//等待t2和t3执行完
Task.WaitAll(t2, t3);
//t4串行执行
var t4 = Task.Factory.StartNew(() =>
{
stack.Push(1);
stack.Push(2);
});
//t5,t6并行执行
var t5 = t4.ContinueWith(t =>
{
int result;
stack.TryPop(out result);
});
//t5,t6并行执行
var t6 = t4.ContinueWith(t =>
{
int result;
//只弹出，不移除
stack.TryPeek(out result);
});
//临界区：等待t5，t6执行完
Task.WaitAll(t5, t6);
//t7串行执行
var t7 = Task.Factory.StartNew(() =>
{
Console.WriteLine("当前集合元素个数：" + stack.Count);
});
Console.Read();
}
}
并行开发——第二篇 Task的使用