8天玩转并行开发——第二天 Task的使用-阿里云开发者社区

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8天玩转并行开发——第二天 Task的使用

简介: 原文:8天玩转并行开发——第二天 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。
原文:8天玩转并行开发——第二天 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

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<List<string>>(() => { 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<string> Run1()
25 {
26 return new List<string> { "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<List<string>>(() => { 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<string> Run1()
23 {
24 return new List<string> { "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<int> stack = new ConcurrentStack<int>();
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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