任务线程和同步（二、Task）

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.net4.0之后被一种称为基于“任务的编程模型”所冲击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:

实例化Task

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

 

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CtrlDK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

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

②Console.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。

 现在我们的实例化是采用Task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(() > { 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 }

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(() > { 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 }

 

4ContinueWith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t5t6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 }