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重新想象 Windows 8 Store Apps (43) - 多线程之任务: Task 基础, 多任务并行执行, 并行运算（Parallel）
重新想象 Windows 8 Store Apps (43) - 多线程之任务: Task 基础, 多任务并行执行, 并行运算（Parallel）
作者：webabcd
介绍
重新想象 Windows 8 Store Apps 之 任务
- Task - 基于线程池的任务（在 System.Threading.Tasks 命名空间下）
- 多 Task 的并行执行
- Parallel - 并行计算（在 System.Threading.Tasks 命名空间下）
示例
1、演示 Task（基于线程池的任务）的基本应用
Thread/Tasks/TaskDemo.xaml
<Page x:Class="XamlDemo.Thread.Tasks.TaskDemo" xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation" xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml" xmlns:local="using:XamlDemo.Thread.Tasks" xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008" xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006" mc:Ignorable="d"> <Grid Background="Transparent"> <StackPanel Margin="120 0 0 0"> <TextBlock Name="lblMsg" FontSize="14.667" /> <Button Name="btnCreateTask" Content="执行一个没有返回值的任务" Click="btnCreateTask_Click_1" Margin="0 10 0 0" /> <Button Name="btnCancelTask" Content="取消“执行一个没有返回值的任务”" Click="btnCancelTask_Click_1" Margin="0 10 0 0" /> <Button Name="btnCreateTaskWithReturn" Content="执行一个带返回值的任务" Click="btnCreateTaskWithReturn_Click_1" Margin="0 30 0 0" /> <Button Name="btnCancelTaskWithReturn" Content="取消“执行一个带返回值的任务”" Click="btnCancelTaskWithReturn_Click_1" Margin="0 10 0 0" /> </StackPanel> </Grid> </Page>
Thread/Tasks/TaskDemo.xaml.cs
/* * Task - 基于线程池的任务（在 System.Threading.Tasks 命名空间下） */ using System; using Windows.UI.Xaml; using Windows.UI.Xaml.Controls; using System.Threading.Tasks; using System.Threading; using Windows.UI.Core; namespace XamlDemo.Thread.Tasks { public sealed partial class TaskDemo : Page { /* * CancellationTokenSource - 用于取消 CancellationToken * Token - 一个 CancellationToken 类型的对象，用于关联 Task * IsCancellationRequested - 是否收到了取消操作的请求 * Cancel() - 发出取消操作的请求 * * CancellationToken - 用于关联 Task，以便取消 Task * IsCancellationRequested - 是否收到了取消操作的请求 * WaitHandle - 信号，可以通过 WaitHandle.WaitOne() 在当前线程等待 * ThrowIfCancellationRequested() - 如果收到了取消操作的请求，则抛出一个 OperationCanceledException 异常 */ private CancellationTokenSource _cts; public TaskDemo() { this.InitializeComponent(); } private void btnCreateTask_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e) { _cts = new CancellationTokenSource(); // 实例化一个 Task，可随时通过 task.Status 获取任务状态 Task task = new Task( (ctx) => // 任务所调用的方法，没有返回值 { // 在当前线程上阻塞 3000 毫秒（当收到取消请求时会发出信号，停止阻塞） _cts.Token.WaitHandle.WaitOne(3000); // 收到取消操作的请求后抛出一个 OperationCanceledException 异常，其会导致 task.IsCanceled 的值变为 true // 此处的代码等同于 _cts.Token.ThrowIfCancellationRequested(); if (_cts.IsCancellationRequested) throw new OperationCanceledException(_cts.Token); }, null, // 上下文对象，task.AsyncState 可获取到此对象，上面的 ctx 也可获取到此对象 _cts.Token // 关联的 CancellationToken 对象，用于取消操作 ); // 开始执行任务 task.Start(); // task.Wait(); 在当前线程上等待任务执行完 lblMsg.Text = "执行了一个没有返回值的任务，3 秒后执行完毕"; // 任务执行完毕后的处理（注：ContinueWith 方法支持任意次回调，即可以写多个 task.ContinueWith() 都会被回调） task.ContinueWith( (ctx) => // 任务执行完毕后所调用的方法 { if (ctx.IsCanceled) // 任务被取消 { var ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High, () => { lblMsg.Text += Environment.NewLine; lblMsg.Text += "取消了“执行一个没有返回值的任务”"; }); } if (ctx.IsFaulted) // 任务发生了一个未处理异常 { var ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High, () => { lblMsg.Text += Environment.NewLine; lblMsg.Text += "“执行一个没有返回值的任务”发生了一个未处理异常"; }); } if (ctx.IsCompleted) // 任务已完成（任务成功地执行完毕或被取消或发生了未处理异常都会 ctx.IsCompleted == true） { var ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High, () => { lblMsg.Text += Environment.NewLine; lblMsg.Text += "“执行一个没有返回值的任务”执行完成，taskId: " + ctx.Id.ToString(); }); } }); } private void btnCancelTask_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e) { // 发出取消操作的请求 _cts.Cancel(); // _cts.CancelAfter(1000); // 1000 毫秒后发出取消操作的请求 } private void btnCreateTaskWithReturn_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e) { _cts = new CancellationTokenSource(); Func<object, string> handler = delegate(object state) // state 是传递过来的上下文对象 { // 在当前线程上阻塞 3000 毫秒（当收到取消请求时会发出信号，停止阻塞） _cts.Token.WaitHandle.WaitOne(3000); // 收到取消操作的请求后抛出一个 OperationCanceledException 异常，其会导致 task.IsCanceled 的值变为 true // 此处的代码等同于 _cts.Token.ThrowIfCancellationRequested(); if (_cts.IsCancellationRequested) throw new OperationCanceledException(_cts.Token); return "我是“执行一个带返回值的任务”的返回值"; }; // Task.Factory.StartNew() - 创建任务并马上执行，可随时通过 task.Status 获取任务状态 // Task.Run() 同样是创建任务并马上执行 Task<string> task = Task.Factory.StartNew<string>( handler, // 任务所调用的方法，带返回值 null, // 上下文对象，task.AsyncState 可获取到此对象 _cts.Token // 关联的 CancellationToken 对象，用于取消操作 ); lblMsg.Text = "执行了一个带返回值的任务，3 秒后执行完毕"; // 任务执行完毕后的处理（注：ContinueWith 方法支持任意次回调，即可以写多个 task.ContinueWith() 都会被回调） task.ContinueWith( (ctx) => { if (ctx.IsCanceled) // 任务被取消 { var ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High, () => { lblMsg.Text += Environment.NewLine; lblMsg.Text += "取消了“执行一个带返回值的任务”"; }); } if (ctx.IsFaulted) // 任务发生了一个未处理异常 { var ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High, () => { lblMsg.Text += Environment.NewLine; lblMsg.Text += "“执行一个带返回值的任务”发生了一个未处理异常"; }); } if (ctx.IsCompleted) // 任务已完成（任务成功地执行完毕或被取消或发生了未处理异常都会 ctx.IsCompleted == true） { var ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High, () => { lblMsg.Text += Environment.NewLine; lblMsg.Text += "“执行一个带返回值的任务”执行完成，taskId: " + ctx.Id.ToString(); }); // 当任务成功地执行完毕时，输出任务的返回值 if (!ctx.IsCanceled && !ctx.IsFaulted) { ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High, () => { lblMsg.Text += Environment.NewLine; // 任务的返回值 lblMsg.Text += ctx.Result; }); } } }); } private void btnCancelTaskWithReturn_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e) { // 发出取消操作的请求 _cts.Cancel(); // _cts.CancelAfter(1000); // 1000 毫秒后发出取消操作的请求 } } }
2、演示多 Task 的并行执行
Thread/Tasks/MultiTask.xaml
<Page x:Class="XamlDemo.Thread.Tasks.MultiTask" xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation" xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml" xmlns:local="using:XamlDemo.Thread.Tasks" xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008" xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006" mc:Ignorable="d"> <Grid Background="Transparent"> <StackPanel Margin="120 0 0 0"> <TextBlock Name="lblMsg" FontSize="14.667" /> <Button Name="btnCreateMultiTask" Content="任务并行执行" Click="btnCreateMultiTask_Click_1" Margin="0 10 0 0" /> </StackPanel> </Grid> </Page>
Thread/Tasks/MultiTask.xaml.cs
/* * 演示多 Task 的并行执行 * * 注： * 本例中同时创建了三个任务 task1, task2, task3，但是由于 Task 是基于线程池的，所以三个任务的启动时间是不一样的，启动顺序是不一定的 * 启动顺序可能是 task1->task2->task3，也可能是 task3->task2->task1，也可能是 task2->task3->task1，等等等等都有可能，是不一定的 */ using System; using System.Threading.Tasks; using Windows.UI.Xaml; using Windows.UI.Xaml.Controls; namespace XamlDemo.Thread.Tasks { public sealed partial class MultiTask : Page { private static int _count = 0; public MultiTask() { this.InitializeComponent(); } private void btnCreateMultiTask_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e) { // 创建并执行任务1 Task task1 = Task.Run( () => { new System.Threading.ManualResetEvent(false).WaitOne(3000); System.Threading.Interlocked.Increment(ref _count); }); // 创建并执行任务2 Task task2 = Task.Run( () => { new System.Threading.ManualResetEvent(false).WaitOne(3000); System.Threading.Interlocked.Increment(ref _count); }); // 创建并执行任务3 Task task3 = Task.Run( () => { new System.Threading.ManualResetEvent(false).WaitOne(3000); System.Threading.Interlocked.Increment(ref _count); }); // 将所有任务合成一个 Task 对象，不会阻塞 UI 线程，通过 task.ContinueWith() 获取结果 Task task = Task.WhenAll(task1, task2, task3); // Task.WaitAll(task1, task2, task3); 等待所有任务完成，会阻塞 UI 线程 DateTime dt = DateTime.Now; // task 执行完毕后的处理，即所有任务执行完毕后的处理 task.ContinueWith( (ctx) => { var ignored = Dispatcher.RunAsync(Windows.UI.Core.CoreDispatcherPriority.High, () => { lblMsg.Text = "count: " + _count.ToString() + ", 执行时间: " + (DateTime.Now - dt).TotalSeconds.ToString() + "秒"; }); }); } } }
3、演示 Parallel（并行计算）的基本应用
Thread/Tasks/ParallelDemo.xaml
<Page x:Class="XamlDemo.Thread.Tasks.ParallelDemo" xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation" xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml" xmlns:local="using:XamlDemo.Thread.Tasks" xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008" xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006" mc:Ignorable="d"> <Grid Background="Transparent"> <StackPanel Margin="120 0 0 0"> <TextBlock Name="lblMsg1" FontSize="14.667" /> <TextBlock Name="lblMsg2" FontSize="14.667" /> <Button Name="btnCreateParallel" Content="执行一个并行运算（Parallel）" Click="btnCreateParallel_Click_1" Margin="0 10 0 0" /> <Button Name="btnCancelParallel" Content="取消" Click="btnCancelParallel_Click_1" Margin="0 10 0 0" /> </StackPanel> </Grid> </Page>
Thread/Tasks/ParallelDemo.xaml.cs
/* * Parallel - 并行计算（在 System.Threading.Tasks 命名空间下） * * Parallel.For() - for 循环的并行运算 * Parallel.ForEach() - foreach 循环的并行运算 * Parallel.Invoke() - 并行调用多个 Action * PLINQ - LINQ to Object 的并行运算 * * * 本例通过 Parallel.Invoke() 来演示并行运算 * 其它并行运算的说明参见：http://www.cnblogs.com/webabcd/archive/2010/06/03/1750449.html */ using System.Threading; using System.Threading.Tasks; using Windows.UI.Xaml; using Windows.UI.Xaml.Controls; namespace XamlDemo.Thread.Tasks { public sealed partial class ParallelDemo : Page { private CancellationTokenSource _cts; public ParallelDemo() { this.InitializeComponent(); } private void btnCreateParallel_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e) { if (_cts != null) _cts.Cancel(); _cts = new CancellationTokenSource(); // Parallel 的相关配置 ParallelOptions parallelOptions = new ParallelOptions() { CancellationToken = _cts.Token, // Parallel 关联的 CancellationToken 对象，用于取消操作 MaxDegreeOfParallelism = 10 // Parallel 的最大并行数 }; // 并行执行多个 Action（不支持 Func） Parallel.Invoke( parallelOptions, () => Task1(parallelOptions.CancellationToken), () => Task2(parallelOptions.CancellationToken)); } // Action 1 private void Task1(CancellationToken token) { Task task = Task.Factory.StartNew( () => { int count = 0; // 未被取消则一直运行 while (!token.IsCancellationRequested) { count++; var ignored = Dispatcher.RunAsync(Windows.UI.Core.CoreDispatcherPriority.High, () => { lblMsg1.Text = "count1: " + count.ToString(); }); token.WaitHandle.WaitOne(100); } }, token); } // Action 2 private void Task2(CancellationToken token) { Task task = Task.Factory.StartNew( () => { int count = 0; // 未被取消则一直运行 while (!token.IsCancellationRequested) { count++; var ignored = Dispatcher.RunAsync(Windows.UI.Core.CoreDispatcherPriority.High, () => { lblMsg2.Text = "count2: " + count.ToString(); }); token.WaitHandle.WaitOne(100); } }, token); } // 取消并行运算 private void btnCancelParallel_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e) { if (_cts != null) _cts.Cancel(); } } }
OK
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