上一節我們介紹了線程池相關的概念以及用法。我們可以發現ThreadPool. QueueUserWorkItem是一種起了線程之後就不管了的做法。但是實際應用過程,我們往往會有更多的需求,比如如果更簡單的知道線程池裡面的某些線程什麼時候結束,線程結束後如何執行別的任務。Task可以說是ThreadPool的升級版,在線程任務調度,並行編程中都有很大的作用。
Task.Factory.StartNew(() => Console.WriteLine("Hello from a task!")); var task = new Task(() => Console.Write("Hello")); task.Start();
using System; using System.Threading.Tasks; namespace MultiThread { class ThreadTest { static void Main() { var task = Task.Factory.StartNew(state => Greet("Hello"), "Greeting"); Console.WriteLine(task.AsyncState); // Greeting task.Wait(); } static void Greet(string message) { Console.Write(message); } } }
這種方式的一個優點是,task.AsyncState作為一個內置的屬性,可以在不同線程中獲取參數的狀態。
創建Task的時候,我們可以指定創建Task的一些相關選項。在.Net 4.0中,有如下選項:
用來表示這個Task是長期運行的,這個參數更適合block線程。LongRunning線程一般回收的周期會比較長,因此CLR可能不會把它放到線程池中進行管理。
表示讓Task盡量以公平的方式運行,避免出現某些線程運行過快或者過慢的情況。
表示創建的Task是當前線程所在Task的子任務。這一個用途也很常見。
下面的代碼是創建子任務的示例:
using System; using System.Threading; using System.Threading.Tasks; namespace MultiThread { class ThreadTest { public static void Main(string[] args) { Task parent = Task.Factory.StartNew(() => { Console.WriteLine("I am a parent"); Task.Factory.StartNew(() => // Detached task { Console.WriteLine("I am detached"); }); Task.Factory.StartNew(() => // Child task { Console.WriteLine("I am a child"); }, TaskCreationOptions.AttachedToParent); }); parent.Wait(); Console.ReadLine(); } } }
如果你等待你一個任務結束,你必須同時等待任務裡面的子任務結束。這一點很重要,尤其是你在使用Continue的時候。(後面會介紹)
在ThreadPool內置的方法中無法實現的等待,在Task中可以很簡單的實現了:
using System; using System.Threading; using System.Threading.Tasks; namespace MultiThread { class ThreadTest { static void Main() { var t1 = Task.Run(() => Go(null)); var t2 = Task.Run(() => Go(123)); Task.WaitAll(t1, t2);//等待所有Task結束 //Task.WaitAny(t1, t2);//等待任意Task結束 } static void Go(object data) // data will be null with the first call. { Thread.Sleep(5000); Console.WriteLine("Hello from the thread pool! " + data); } } }
注意:
當你調用一個Wait方法時,當前的線程會被阻塞,直到Task返回。但是如果Task還沒有被執行,這個時候系統可能會用當前的線程來執行調用Task,而不是新建一個,這樣就不需要重新創建一個線程,並且阻塞當前線程。這種做法節省了創建新線程的開銷,也避免了一些線程的切換。但是也有缺點,當前線程如果和被調用的Task同時想要獲得一個lock,就會導致死鎖。
當等待一個Task完成的時候(調用Wait或者或者訪問Result屬性的時候),Task任務中沒有處理的異常會被封裝成AggregateException重新拋出,InnerExceptions屬性封裝了各個Task沒有處理的異常。
using System; using System.Threading.Tasks; namespace MultiThreadTest { class Program { static void Main(string[] args) { int x = 0; Task<int> calc = Task.Factory.StartNew(() => 7 / x); try { Console.WriteLine(calc.Result); } catch (AggregateException aex) { Console.Write(aex.InnerException.Message); // Attempted to divide by 0 } } } }
對於有父子關系的Task,子任務未處理的異常會逐層傳遞到父Task,並且最後包裝在AggregateException中。
using System; using System.Threading.Tasks; namespace MultiThreadTest { class Program { static void Main(string[] args) { TaskCreationOptions atp = TaskCreationOptions.AttachedToParent; var parent = Task.Factory.StartNew(() => { Task.Factory.StartNew(() => // Child { Task.Factory.StartNew(() => { throw null; }, atp); // Grandchild }, atp); }); // The following call throws a NullReferenceException (wrapped // in nested AggregateExceptions): parent.Wait(); } } }
如果想要支持取消任務,那麼在創建Task的時候,需要傳入一個CancellationTokenSouce
示例代碼:
using System; using System.Threading; using System.Threading.Tasks; namespace MultiThreadTest { class Program { static void Main(string[] args) { var cancelSource = new CancellationTokenSource(); CancellationToken token = cancelSource.Token; Task task = Task.Factory.StartNew(() => { // Do some stuff... token.ThrowIfCancellationRequested(); // Check for cancellation request // Do some stuff... }, token); cancelSource.Cancel(); try { task.Wait(); } catch (AggregateException ex) { if (ex.InnerException is OperationCanceledException) Console.Write("Task canceled!"); } Console.ReadLine(); } } }
任務調度也是常見的需求,Task支持一個任務結束之後執行另一個任務。
Task task1 = Task.Factory.StartNew(() => Console.Write("antecedant..")); Task task2 = task1.ContinueWith(task =>Console.Write("..continuation"));
Task也有帶返回值的重載,示例代碼如下:
Task.Factory.StartNew<int>(() => 8) .ContinueWith(ant => ant.Result * 2) .ContinueWith(ant => Math.Sqrt(ant.Result)) .ContinueWith(ant => Console.WriteLine(ant.Result)); // output 4
前面提到了,當你等待一個任務的時候,同時需要等待它的子任務完成。
下面代碼演示了帶子任務的Task:
using System; using System.Threading.Tasks; using System.Threading; namespace MultiThreadTest { class Program { public static void Main(string[] args) { Task<int[]> parentTask = Task.Factory.StartNew(() => { int[] results = new int[3]; Task t1 = new Task(() => { Thread.Sleep(3000); results[0] = 0; }, TaskCreationOptions.AttachedToParent); Task t2 = new Task(() => { Thread.Sleep(3000); results[1] = 1; }, TaskCreationOptions.AttachedToParent); Task t3 = new Task(() => { Thread.Sleep(3000); results[2] = 2; }, TaskCreationOptions.AttachedToParent); t1.Start(); t2.Start(); t3.Start(); return results; }); Task finalTask = parentTask.ContinueWith(parent => { foreach (int result in parent.Result) { Console.WriteLine(result); } }); finalTask.Wait(); Console.ReadLine(); } } }
這段代碼的輸出結果是: 1,2,3
FinalTask會等待所有子Task結束後再執行。
關於TaskFactory,上面的例子中我們使用了System.Threading.Tasks .Task.Factory屬性來快速的創建Task。當然你也可以自己創建TaskFactory,你可以指定自己的TaskCreationOptions,TaskContinuationOptions來使得通過你的Factory創建的Task默認行為不同。
.Net中有一些默認的創建Task的方式,由於TaskFactory創建Task的默認行為不同可能會導致一些不容易發現的問題。
如在.NET 4.5中,Task加入了一個Run的靜態方法:
Task.Run(someAction);
如果你用這個方法代替上面例子中的Task.Factory.StartNew,就無法得到正確的結果。原因是Task.Run創建Task的行為默認是默認是拒絕添加子任務的。上面的代碼等價於:
Task.Factory.StartNew(someAction, CancellationToken.None, TaskCreationOptions.DenyChildAttach, TaskScheduler.Default);
你也可以創建具有自己默認行為的TaskFactory。
無論ThreadPool也好,或者Task,微軟都是在想進辦法來實現線程的重用,來節省不停的創建銷毀線程帶來的開銷。線程池內部的實現可能在不同版本中有不同的機制。如果可能的話,使用線程池來管理線程仍然是建議的選擇。
作者:獨上高樓
出處:http://www.cnblogs.com/myprogram/
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