改善C#程序的建议9：使用Task代替ThreadPool和Thread

一：Task的优势

ThreadPool相比Thread来说具备了很多优势，但是ThreadPool却又存在一些使用上的不方便。比如：

1: ThreadPool不支持线程的取消、完成、失败通知等交互性操作；

2: ThreadPool不支持线程执行的先后次序；

以往，如果开发者要实现上述功能，需要完成很多额外的工作，现在，FCL中提供了一个功能更强大的概念：Task。Task在线程池的基础上进行了优化，并提供了更多的API。在FCL4.0中，如果我们要编写多线程程序，Task显然已经优于传统的方式。

以下是一个简单的任务示例：

static void  Main( string [] args)
{
Task t  = new  Task(()  =>
{
Console.WriteLine( " 任务开始工作…… " );
// 模拟工作过程
Thread.Sleep( 5000 );
});
t.Start();
t.ContinueWith((task)  =>
{
Console.WriteLine( " 任务完成，完成时候的状态为： " );
Console.WriteLine( " IsCanceled={0}\tIsCompleted={1}\tIsFaulted={2} " , task.IsCanceled, task.IsCompleted, task.IsFaulted);
});
Console.ReadKey();
}

二：Task的完成状态

任务Task有这样一些属性，让我们查询任务完成时的状态：

1: IsCanceled，因为被取消而完成；

2: IsCompleted，成功完成；

3: IsFaulted，因为发生异常而完成

需要注意的是，任务并没有提供回调事件来通知完成（像BackgroundWorker一样），它通过启用一个新任务的方式来完成类似的功能。ContinueWith方法可以在一个任务完成的时候发起一个新任务，这种方式天然就支持了任务的完成通知：我们可以在新任务中获取原任务的结果值。

       下面是一个稍微复杂一点的例子，同时支持完成通知、取消、获取任务返回值等功能：

static void  Main( string [] args)
{
CancellationTokenSource cts  = new  CancellationTokenSource();
Task < int >  t  = new  Task < int > (()  =>  Add(cts.Token), cts.Token);
t.Start();
t.ContinueWith(TaskEnded);
// 等待按下任意一个键取消任务
Console.ReadKey();
cts.Cancel();
Console.ReadKey();
}

static void  TaskEnded(Task < int >  task)
{
Console.WriteLine( " 任务完成，完成时候的状态为： " );
Console.WriteLine( " IsCanceled={0}\tIsCompleted={1}\tIsFaulted={2} " , task.IsCanceled, task.IsCompleted, task.IsFaulted);
Console.WriteLine( " 任务的返回值为：{0} " , task.Result);
}

static int  Add(CancellationToken ct)
{
Console.WriteLine( " 任务开始…… " );
int  result  = 0 ;
while  ( ! ct.IsCancellationRequested)
{
result ++ ;
Thread.Sleep( 1000 );
}
return  result;
}

在任务开始后大概3秒钟的时候按下键盘，会得到如下的输出：

你也许会奇怪，我们的任务是通过Cancel的方式处理，为什么完成的状态IsCanceled那一栏还是False。这是因为在工作任务中，我们对于IsCancellationRequested进行了业务逻辑上的处理，并没有通过ThrowIfCancellationRequested方法进行处理。如果采用后者的方式，如下：

static void  Main( string [] args)
{
CancellationTokenSource cts  = new  CancellationTokenSource();
Task < int >  t  = new  Task < int > (()  =>  AddCancleByThrow(cts.Token), cts.Token);
t.Start();
t.ContinueWith(TaskEndedByCatch);
// 等待按下任意一个键取消任务
Console.ReadKey();
cts.Cancel();
Console.ReadKey();
}

static void  TaskEndedByCatch(Task < int >  task)
{
Console.WriteLine( " 任务完成，完成时候的状态为： " );
Console.WriteLine( " IsCanceled={0}\tIsCompleted={1}\tIsFaulted={2} " , task.IsCanceled, task.IsCompleted, task.IsFaulted);
try
{
Console.WriteLine( " 任务的返回值为：{0} " , task.Result);
}
catch  (AggregateException e)
{
e.Handle((err)  =>  err  is  OperationCanceledException);
}
}

static int  AddCancleByThrow(CancellationToken ct)
{
Console.WriteLine( " 任务开始…… " );
int  result  = 0 ;
while  ( true )
{
ct.ThrowIfCancellationRequested();
result ++ ;
Thread.Sleep( 1000 );
}
return  result;
}

那么输出为：

在任务结束求值的方法TaskEndedByCatch中，如果任务是通过ThrowIfCancellationRequested方法结束的，对任务求结果值将会抛出异常OperationCanceledException，而不是得到抛出异常前的结果值。这意味着任务是通过异常的方式被取消掉的，所以可以注意到上面代码的输出中，状态IsCancled为True。

再一次，我们注意到取消是通过异常的方式实现的，而表示任务中发生了异常的IsFaulted状态却还是等于False。这是因为ThrowIfCancellationRequested是协作式取消方式类型CancellationTokenSource的一个方法，CLR进行了特殊的处理。CLR知道这一行程序开发者有意为之的代码，所以不把它看作是一个异常（它被理解为取消）。要得到IsFaulted等于True的状态，我们可以修改While循环，模拟一个异常出来：

while  ( true )
{
// ct.ThrowIfCancellationRequested();
if  (result  == 5 )
{
throw new  Exception( " error " );
}
result ++ ;
Thread.Sleep( 1000 );
}

模拟异常后的输出为：

三：任务工厂

Task还支持任务工厂的概念。任务工厂支持多个任务之间共享相同的状态，如取消类型CancellationTokenSource就是可以被共享的。通过使用任务工厂，可以同时取消一组任务：

static void  Main( string [] args)
{
CancellationTokenSource cts  = new  CancellationTokenSource();
// 等待按下任意一个键取消任务
TaskFactory taskFactory  = new  TaskFactory();
Task[] tasks  = new  Task[]
{
taskFactory.StartNew(()  =>  Add(cts.Token)),
taskFactory.StartNew(()  =>  Add(cts.Token)),
taskFactory.StartNew(()  =>  Add(cts.Token))
};
// CancellationToken.None指示TasksEnded不能被取消
taskFactory.ContinueWhenAll(tasks, TasksEnded, CancellationToken.None);
Console.ReadKey();
cts.Cancel();
Console.ReadKey();
}

static void  TasksEnded(Task[] tasks)
{
Console.WriteLine( " 所有任务已完成！ " );
}

以上代码输出为：

本建议演示了Task（任务）和TaskFactory（任务工厂）的使用方法。Task甚至进一步优化了后台线程池的调度，加快了线程的处理速度。在FCL4.0时代，使用多线程，我们理应更多地使用Task。

本文转自最课程陆敏技博客园博客，原文链接：http://www.cnblogs.com/luminji/archive/2011/05/13/2044801.html，如需转载请自行联系原作者