中档的多线程_任务并行库,二十四线程编制程序连串

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复习:

本文内容

  • 概述
  • 编写制定异步方法
  • 异步程序中的控制流
  • API 异步方法
  • 线程
  • 异步和等候
  • 回到类型和参数
  • 参考资料

 IO操作的MDA(Direct memory
access)格局:直接待上访问内部存款和储蓄器,是一种不经过CPU而一直进行内部存款和储蓄器数据存储的数据调换方式,大概能够不损耗CPU的财富;
 CLPRADO所提供的异步编制程序模型正是丰富利用硬件的DMA功效来释放CPU的下压力;使用线程池举行管理,异步将工作移交给线程池中的有些工作线程来形成,直到异步完毕,异步才会因此回调的主意文告线程池,让CLXC90响应异步实现;

  • 1.1
    简介
  • 1.2
    制造职务
  • 1.3
    使用职分执行基本的操作
  • 1.4
    组合任务
  • 1.5
    将APM格局转换为义务
  • 1.6
    将EAP情势转换为职务
  • 1.7
    完毕废除选项
  • 1.8
    处理职分中的格外
  • 1.9
    并行运维任务
  • 1.10
    使用TaskScheduler配置任务履行
  • 参考书籍
  • 作者水平有限,假若不当欢迎各位批评指正!

其三章内容中大家提到了三种异步编制程序模型,这里大概复习一下,分别如下

下载 Demo

它是出新的一种样式,它应用 future
形式或回调(callback)机制,防止止生出不供给的线程。一个 future(或
promise)类型代表有个别快要成功的操作。在 .NET 中,新版 future 类型有Task
和Task<TResult>。 


1.APM(异步编制程序形式):形如Beginxxx,Endxxx。

下载 Demo TPL 与 APM 和 EAP 结合(APM 和 EAP 那八个正经异步格局已经不可能适应多核时期,但之前用那三种方法写的代码怎么做?——把它们改造一下,跟 TPL 结合)

异步编制程序情势——动用委托和线程池完成的方式

APM 异步编制程序模型,Asynchronous Programming Model            C#1.0

EAP 基于事件的异步编制程序格局,伊芙nt-based Asynchronous Pattern  C#2.0

TAP 基于职分的异步编制程序形式,Task-based Asynchronous Pattern    C#4.0

Async\await简化异步编制程序;任务并行库,Task Parallel Library     C#5

本连串首页链接:[C#四线程编制程序种类(一)-
简介 ]

2.EAP(基于事件的异步编制程序情势):这么些大家在.net中接纳到了BackgroudWorker组件,使用方式是通过事件绑定处理的法门。

概述


异步对或许起阻止成效的移动(例如,应用程序访问 Web 时)至关心器重要。 对 Web
资源的拜访有时非常的慢或会延迟。
如若此类活动在一块进程中受阻,则全体应用程序必须等待。在异步进程中,应用程序可继续执行不注重Web 资源的别的工作,直至潜在阻止任务实现。

下表是采用异步编程能进步响应能力的独立场景。从 .NET Framework 4.5 和
Windows 运转时中列出的 API 包蕴支持异步编制程序的点子。

应用程序区域

包含异步方法的受支持的 API

Web 访问

HttpClient ,SyndicationClient

使用文件

StorageFile、StreamWriter、StreamReader、XmlReader

使用图像

MediaCapture、BitmapEncoder、BitmapDecoder

WCF 编程

同步和异步操作

出于具备与用户界面相关的移动一般共享多少个线程,因而,异步对走访 UI
线程的应用程序来说特别重庆大学。若是其它进度在同步应用程序中受阻,则持有进程都将受阻。
你的应用程序结束响应,因此,你大概在其等待进程中以为它曾经退步。

应用异步方法时,应用程序将三番五次响应 UI。
例如,你能够调整窗口的轻重或最小化窗口;假设你不期待等待应用程序甘休,则足以将其关闭。

能够使用三种办法来落到实处 TAP:即手动使用 C#
编写翻译器,或将编写翻译器和手动方法结合使用。使用 TAP 方式来落到实处总括密集型和
I/O 密集型异步操作。

  • 使用编写翻译器。在 Visual Studio 二零一三 和 .NET Framework 4.5中,任何拥有 async 关键字的章程都被看做是一种异步方法,并且 C#
    会执行要求的转换,以通过 TAP 来异步达成该方式。 异步方法应重返System.Threading.Tasks.Task 或
    System.Threading.Tasks.Task<TResult> 对象。
  • 手动生成 TAP 方法。也得以手动实现 TAP
    方式,以更好地操纵完成。编写翻译器正视从 System.Threading.Tasks
    命名空间公开的国有外围应用和 System.Runtime.CompilerServices
    命名空间中接济的品种。 如要自身完毕 TAP,你供给创建一个TaskCompletionSource<TResult>
    对象、执行异步操作,并在操作达成时,调用
    SetResult、SetException、SetCanceled
    方法,或调用那一个点子之一的Try版本。 手动完毕 TAP
    方法时,需在所代表的异步操作达成时做到生成的职分。 例如:
  • 掺杂方法。您大概发现手动落成 TAP
    情势、但将贯彻基本逻辑委托给编写翻译器的那种办法很有用。
    例如,当您想要验证编写翻译器生成的异步方法之外的实参时,或许须求运用那种混合方法,以便十分能够转义到该形式的间接调用方而不是经过
    System.Threading.Tasks.Task 对象被公开:

本文首要表明“使用编写翻译器”方法。

APM

         使用IAsyncResult设计形式的异步操作是透过名为 BeginXXX 和 EndXXX
的三个措施来兑现,这些艺术分别指开头和得了异步操作。该方式允许用更少的CPU财富(线程)去做越来越多的操作,.NET
Framework很多类也完毕了该方式,同时大家也能够自定义类来贯彻该方式(也正是在自定义的类中完结再次回到类型为IAsyncResult接口的BeginXXX方法和接受IAsyncResult包容类型作为唯一参数的EndXXX方法),其它事委员会托项目也定义了BeginInvoke和EndInvoke方法。例如,FileStream类提供BeginRead和EndRead方法来从文件异步读取字节。那七个方法达成了
Read 方法的异步版本。

调用 BeginXXX
后,应用程序能够一连在调用线程上推行命令,同时异步操作在另三个线程上执行(尽管有重回值还应调用
EndXXX利落异步操作,并向该方式传递BeginXXX
方法重临的IAsyncResult对象,得到操作的返回值)。

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CompletedSynchronously属性值侧重与提醒信息,而非操作

访问异步操作的结果,APM提供了种种办法:

1.在调用BeginXXX方法的线程上调用EndXXX方法来获取异步操作的结果;不过那种艺术会卡住调用线程,在领略操作实现之后调用线程才能继续运营。

2.循环查询IAsyncResult的IsComplete属性,操作完结后再调用EndXXX方法来博取操作重临的结果。

3.IAsyncResult的AsyncWaitHandle属性完结更为灵敏的等候逻辑,调用该属性WaitOne()方法来使1个线程阻塞并等候操作落成;再调用EndXXX方法来得到操作的结果。WaitHandle.WaitOne()能够钦命最长的守候时间,如超时重临false;

4.
在调用BeginXXX方法时提供AsyncCallback委托的实例作为参数,在异步操作完毕后委托会自动调用(AsyncCallback对象)钦命的不二法门。(首要选取办法)AsyncCallback委托仅能够调用符合一定情势的法门(唯有2个参数IAsyncResult,且从未重回值);

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using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Runtime.Remoting.Messaging;

namespace AsyncCallbackDelegate
{
    public delegate int BinaryOp(int x, int y);
    class Program
    {
        private static bool isDone = false;
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("*****  AsyncCallbackDelegate Example *****");
            Console.WriteLine("Main() invoked on thread {0}.",
              Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            BinaryOp b = new BinaryOp(Add);
            IAsyncResult iftAR = b.BeginInvoke(10, 10,
              new AsyncCallback(AddComplete),
              "Main() thanks you for adding these numbers.");//传入数据
            // Assume other work is performed here...
            while (!isDone)
            {
                Thread.Sleep(1000);
                Console.WriteLine("Working....");
            }
            Console.ReadLine();
        }

        #region Target for AsyncCallback delegate
        // Don't forget to add a 'using' directive for 
        // System.Runtime.Remoting.Messaging!
        static void AddComplete(IAsyncResult itfAR)
        {
            Console.WriteLine("AddComplete() invoked on thread {0}.",
              Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Console.WriteLine("Your addition is complete");

            // Now get the result.
            //AsyncCallback委托的目标无法调用其他方法中创建的委托
            //IAsyncResult itfAR 实际上是System.Runtime.Remoting.Messaging命名空间AsyncResult类的一个实例
            AsyncResult ar = (AsyncResult)itfAR;
            //AsyncDelegate静态属性返回原始异步委托引用
            BinaryOp b = (BinaryOp)ar.AsyncDelegate;
            Console.WriteLine("10 + 10 is {0}.", b.EndInvoke(itfAR));

            // Retrieve the informational object and cast it to string.
            //AsyncState属性获取 BeginInvoke第四个参数传入的值
            string msg = (string)itfAR.AsyncState;
            Console.WriteLine(msg);
            isDone = true;
        }

        #endregion

        #region Target for BinaryOp delegate
        static int Add(int x, int y)
        {
            Console.WriteLine("Add() invoked on thread {0}.",
              Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Thread.Sleep(5000);
            return x + y;
        }
        #endregion
    }
}

AsyncCallback

充裕捕获

在一道施行的主意里面普通处理极度的法门是将或许抛出相当的代码放到try…catch…finally里面,之所以能够捕获到,是因为发生尤其的代码与调用的代码位于同1个线程。当调用叁个异步方法产生特别时,CLRAV4会捕获并且在EndXXX方法时再次将丰富抛出抛出,所以异步调用中的很是在EndXXX方法出捕获就行了。

class ApmExceptionHandling 
{
   public static void Go() 
  {
      WebRequest webRequest = WebRequest.Create("http://0.0.0.0/");
      webRequest.BeginGetResponse(ProcessWebResponse, webRequest);
      Console.ReadLine();
   }
   private static void ProcessWebResponse(IAsyncResult result) {
      WebRequest webRequest = (WebRequest)result.AsyncState;

      WebResponse webResponse = null;
      try {
         webResponse = webRequest.EndGetResponse(result);
         Console.WriteLine("Content length: " + webResponse.ContentLength);
      }
      catch (WebException we) {
         Console.WriteLine(we.GetType() + ": " + we.Message);
      }
      finally {
         if (webResponse != null) webResponse.Close();
      }
   }
}

APM WinForm UI线程回调

是因为AsyncCallback委托回调是从ThreadPool中的线程执行的,因而对于Winform,假使回调需求操作UI控件,就供给再次回到到UI线程去,常用的四个法子:

1. 
Control类完结了ISynchronizeInvoke接口,提供了Invoke和BeginInvoke方法来支撑任何线程更新GUI界面控件的编写制定(将回调方法投递到创建该控件的线程中推行)。

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Control类的 Invoke,BeginInvoke 内部贯彻如下:

a)
Invoke(同步调用)先判断控件创设线程与最近线程是或不是同样,相同则一直调用委托方法;否则使用Win32API的PostMessage异步执行,不过Invoke内部会调用IAsyncResult.AsyncWaitHandle等待执行到位。

b) BeginInvoke(异步调用)使用Win32API的PostMessage 异步执行,并且再次回到IAsyncResult 对象。

行使情势:回调方法中对控件检查和测试InvokeRequired值,if
true,在该回调中封送三回委托,调用控件的Invoke/ BeginInvoke方法;

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2.GUI(WinForm/WPF)应用程序引入了一个线程处理模型:创立窗口的线程是绝无仅有能对丰硕窗口举办更新的线程;在GUI线程中,日常索要转移异步操作,使GUI线程不打断并甘休响应用户输入。然则,异步操作达成时,由于是用3个线程池线程达成的,而线程池线程无法更新UI控件。为缓解那些难点,FCL定义三个System.Threading.SynchronizationContext(线程同步上下文)的基类,其派生对象承担将二个应用程序模型连接到它的线程处理模型。

GUI线程都有3个和它涉及的SynchronizationContext派生对象,使用其静态Current属性获取:SynchronizationContext
sc = SynchronizationContext.Current;
将此目的传给别的线程,当贰个线程池线程必要让GUI线程更新UI时,调用该指标的sc.Post方法,向Post传递二个匹配SendOrPostCallback委托签名的回调方法(一般是更新UI的操作方法,由GUI线程去实践),以及三个要传给回调方法的实参。

SynchronizationContext
的Post方法和Send方法的不相同:(分别对应于异步/同步调用)

Post方法将回调方法送人GUI线程的队列,允许程序池线程立即返回,不进行阻塞;Post方法内部调用了BeginInvoke方法;

Send方法也将回调方法送人GUI线程的队列,但随后就会阻塞线程池线程,直到GUI线程完成对回调方法的调用。阻塞线程池线程极有可能造成线程池创建一个新的线程,避免调用该方法;Send方法内部调用了Invoke方法; 

对winform来说是
System.Windows.Forms.WindowsFormsSynchronizationContext是其子类.

Winform窗口冒出后,UI线程
SynchronizationContext.Current会被绑定赋值,唯有UI线程的Current不为null。

Public class SendOrPostUI {
   public static void Go() {
      System.Windows.Forms.Application.Run(new MyWindowsForm());
   }
   private static AsyncCallback SyncContextCallback(AsyncCallback callback) {
      // Capture the calling thread's SynchronizationContext-derived object
      SynchronizationContext sc = SynchronizationContext.Current;
      // If there is no SC, just return what was passed in
      if (sc == null) return callback;
      // Return a delegate that, when invoked, posts to the captured SC a method that 
      // calls the original AsyncCallback passing it the IAsyncResult argument
      return asyncResult => sc.Post(result => callback((IAsyncResult)result), asyncResult);
   }
   private sealed class MyWindowsForm : System.Windows.Forms.Form {
      public MyWindowsForm() {
         Text = "Click in the window to start a Web request";
         Width = 400; Height = 100;
      }
      protected override void OnMouseClick(System.Windows.Forms.MouseEventArgs e) {
         // The GUI thread initiates the asynchronous Web request 
         Text = "Web request initiated";
         var webRequest = WebRequest.Create("http://Wintellect.com/");
         webRequest.BeginGetResponse(SyncContextCallback(ProcessWebResponse), webRequest);
         base.OnMouseClick(e);
      }
      private void ProcessWebResponse(IAsyncResult result) {
         // If we get here, this must be the GUI thread, it's OK to update the UI
         var webRequest = (WebRequest)result.AsyncState;
         using (var webResponse = webRequest.EndGetResponse(result)) {
            Text = "Content length: " + webResponse.ContentLength;
         }
      }
   }
}

相比较两种方法其实差不太多,2个是回调内再度卷入,1个是包裹原来的回调。不过SynchronizationContext业务层与UI分离来讲的话是比较好;


3.TPL(基于职务的异步编制程序格局):那几个就会用到任务并行库。

编写制定异步方法


C# 中 asyncawait
关键字是异步编制程序的主干。通过那多个重庆大学字就足以轻松创造异步方法,差不多与创制同步方法同样。如下所示的
WPF 程序,布局文件上有个按钮和文本框:

private async void StartButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

{

    // Call and await separately.

    //Task<int> getLengthTask = AccessTheWebAsync();

    //// You can do independent work here.

    //int contentLength = await getLengthTask;

 

    int contentLength = await AccessTheWebAsync();

 

    resultsTextBox.Text +=

        String.Format("\r\nLength of the downloaded string: {0}.\r\n", contentLength);

}

 

 

// Three things to note in the signature:

//  - The method has an async modifier. 

//  - The return type is Task or Task<T>. (See "Return Types" section.)

//    Here, it is Task<int> because the return statement returns an integer.

//  - The method name ends in "Async."

async Task<int> AccessTheWebAsync()

{ 

    // You need to add a reference to System.Net.Http to declare client.

    HttpClient client = new HttpClient();

 

    // GetStringAsync returns a Task<string>. That means that when you await the

    // task you'll get a string (urlContents).

    Task<string> getStringTask = client.GetStringAsync("http://msdn.microsoft.com");

 

    // You can do work here that doesn't rely on the string from GetStringAsync.

    DoIndependentWork();

 

    // The await operator suspends AccessTheWebAsync.

    //  - AccessTheWebAsync can't continue until getStringTask is complete.

    //  - Meanwhile, control returns to the caller of AccessTheWebAsync.

    //  - Control resumes here when getStringTask is complete. 

    //  - The await operator then retrieves the string result from getStringTask.

    string urlContents = await getStringTask;

 

    // The return statement specifies an integer result.

    // Any methods that are awaiting AccessTheWebAsync retrieve the length value.

    return urlContents.Length;

}

 

 

void DoIndependentWork()

{

    resultsTextBox.Text += "Working . . . . . . .\r\n";

}

履行结果:

Working . . . . . . .

 

Length of the downloaded string: 41609.

说明:

1,当程序访问网络时,无论你哪些拖拽、最大化最小化、怎么着点击,UI
都不会失掉响应;

2,“async Task<int>
AccessTheWebAsync()”方法签名,有三点须求专注:1)有 async
修饰符;2)重临类型是 TaskTask<int>。该措施是
Task<int>,因为它回到的是链接内容的大小;3)方法名以 Async
结尾;

3,“string urlContents = await
getStringTask;”语句,有四点须要小心:1)AccessTheWebAsync 方法直到
getStringTask 完成才能一连;2)同时,控制流重临到
AccessTheWebAsync 的调用者;3)getStringTask
完结后,控制流才会东山再起;4)之后,await 操作符从 getStringTask
检索结果。

下边总计让二个示范成为异步方法的风味:

  • 方法签名包含1个 async 修饰符。
  • 依据约定,异步方法的称呼以“Async”后缀结尾。
  • 重临类型为下列项目之一:
    • 借使您的主意有 TResult 类型的回来语句,则为
      Task<TResult>。
    • 假若你的不二法门没有重临语句,则为 Task。
    • 中档的多线程_任务并行库,二十四线程编制程序连串。若是您编写的是异步事件处理程序,则为 Void(Visual Basic 中为
      Sub)。
  • 艺术一般包罗至少多个 await
    表明式,该表明式标记2个点,在该点上,直到等待的异步操作达成章程才能继承。同时,将艺术挂起,并且控件再次来到到方法的调用方。

在异步方法中,可利用提供的重庆大学字和项目来提示要求形成的操作,且编写翻译器会做到此外操作,个中囊括不断跟踪控件以挂起方法重回等待点时发生的意况。
一些平常流程(例如,循环和足够处理)在价值观异步代码中处理起来大概很不方便。
在异步方法中,成分的编排频率与一起消除方案相同且此题材取得化解。

EAP

EAP是为了更便于处理UI的更新推出的模式,主要优点:它同Visual Studio UI设计器进行了很好的集成,可将大多数实现了EAP的类拖放到设计平面(design surface)上,双击控件对应的XXXCompleted事件名,会自动生成事件的回调方法,并将方法同事件自身联系起来。EAP保证事件在应用程序的GUI线程上引发,允许事件回调方法中的代码更新UI控件;

EAP另一重要功能:支持EAP的类自动将应用程序模型映射到它的线程处理模型;EAP类在内部使用SynchronizationContext类。有的EAP类提供了取消、进度报告功能。

   FCL中唯有1几个品类实现了EAP格局,一般有3个XXXAsync方法和多少个一见照旧的XXXCompleted事件,以及那么些点子的共同版本:

*       System.Object的派生类型:*

*                  System.Activies.WorkflowInvoke  *

*                 
System.Deployment.Application.ApplicationDeployment*

*                  System.Deployment.Application.InPlaceHosingManager*

*                  System.Net.Mail.SmtpClient*

*                  System.Net.PeerToPeer.PeerNameResolver*

*                  System.Net.PeerToPeer.Collaboration.ContactManager*

*                  System.Net.PeerToPeer.Collaboration.Peer*

*                  System.Net.PeerToPeer.Collaboration.PeerContact*

*                  System.Net.PeerToPeer.Collaboration.PeerNearMe*

*                 
System.ServiceModel.Activities.WorkflowControlClient*

*                  System.ServiceModel.Discovery.AnnoucementClient*

*                  System.ServiceModel.Discovery.DiscoveryClient*

*      System.ComponentModel.Component的派生类型:*

                 
System.ComponentModel.BackgroundWorker

                 
System.Media.SoundPlay

                 
System.Net.WebClient

                 
System.Net.NetworkInformation.Ping

                 
System.Windows.Forms.PictureBox(继承于Control类,Control类派生于Component类)

private sealed class MyForm : System.Windows.Forms.Form {
    protected override void OnClick(EventArgs e) {
      // The System.Net.WebClient class supports the Event-based Asynchronous Pattern
      WebClient wc = new WebClient();
      // When a string completes downloading, the WebClient object raises the 
      // DownloadStringCompleted event which will invoke our ProcessString method         
      wc.DownloadStringCompleted += ProcessString;
      // Start the asynchronous operation (this is like calling a BeginXxx method)
      wc.DownloadStringAsync(new Uri("http://Wintellect.com"));
      base.OnClick(e);
    }
    // This method is guaranteed to be called via the GUI thread
    private void ProcessString(Object sender, DownloadStringCompletedEventArgs e) {
      // If an error occurred, display it; else display the downloaded string
      System.Windows.Forms.MessageBox.Show((e.Error != null) ? e.Error.Message : e.Result);
      }
   }

BackgroundWorker:唯有该项目用于可用来实施异步的盘算范围的干活;提供多个事件:

DoWork:向那些事件登记的点子应该包蕴总计范围的代码。那些事件由三个线程池线程调用RunWorkerAsync(多个重载方法,带参的法门是向DoWork登记的法门的DoWork伊夫ntArgs参数对象的Argument属性传值,只可以在登记的章程中(如e.Argument)获取,Result属性必须设置成总括范围的操作希望再次回到的值)时引发;

ProgressChanged:向这么些事件登记的点子应该包罗使用进程消息来更新UI的代码。那一个事件两次三番在GUI线程上吸引。DoWork登记的法门必须定期调用BackgroundWorker的ReportProgress方法来吸引ProgressChanged事件;

RunWorkerCompleted:向那些事件登记的办法应该包蕴使用计算范围操作的结果对UI举行翻新的代码。那个事件一而再在GUI线程上引发。Result获取表示异步操作的结果;

公物属性:CancellationPending(标识是或不是已呼吁裁撤后台操作)、IsBusy(标识是还是不是正在运维异步操作)、WorkReportsProgress(获取/设置是还是不是报告进度更新)、WorkerSupportsCancellation(获取/设置是或不是帮助异步撤消)

公家措施:CancelAsync(请求撤除挂起的后台操作)、ReportProgress、RunWorkerAsync

异常

那么些不会抛出。在XXXCompleted事件处理方法中,必须询问AsyncCompleted伊夫ntArgs的Exception属性,看它是还是不是null。就算不是null,就必须使用if语句判断Exception派生对象的品类,而不是使用catch块。

1.1 简介

在前头的多少个章节中,就线程的采纳和八线程相关的内容举行了介绍。因为线程涉及到异步、同步、格外传递等题材,所以在品种中接纳十六线程的代价是相比较高昂的,需求编写制定大批量的代码来达到科学和健壮性。

为了缓解那样某个的题材,在.Net Framework 4.0中引入了一个关于一步操作的API。它叫做职分并行库(Task
Parallel
Library)
。然后在.Net Framwork 4.5中对它实行了轻微的字斟句酌,本文的案例都以用风尚版本的TPL库,而且我们还可以使用C#
5.0的新特征await/async来简化TAP编制程序,当然这是随后才介绍的。

TPL内部选取了线程池,然而功效更高。在把线程归还回线程池在此以前,它会在同一线程中逐一执行多少Task,那样幸免了有的小任务上下文切换浪费时间片的标题。

职责是目的,在那之中封装了以异步格局进行的劳作,可是委托也是包裹了代码的靶子。职务和嘱托的不一样在于,委托是同步的,而职分是异步的。

在本章中,大家将会谈谈哪些利用TPL库来进展任务之间的组成同步,如何将残留的APM和EAP情势转换为TPL形式等等。

 

异步程序中的控制流


异步编制程序中最需弄清的是控制流是如何从事艺术工作术移动到方法。

private async void StartButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

       {

           // Call and await separately.

           //Task<int> getLengthTask = AccessTheWebAsync();

           //// You can do independent work here.

           //int contentLength = await getLengthTask;

           resultsTextBox.Text += "1:  Entering startButton_Click.\r\n" +

               "           Calling AccessTheWebAsync.\r\n";

 

           int contentLength = await AccessTheWebAsync();

 

           resultsTextBox.Text +=

               String.Format("\r\n6:   Length of the downloaded string: {0}.\r\n", contentLength);

       }

 

       async Task<int> AccessTheWebAsync()

       {

           resultsTextBox.Text += "\r\n2:  Entering AccessTheWebAsync.";

 

           HttpClient client = new HttpClient();

 

           resultsTextBox.Text += "\r\n        Calling HttpClient.GetStringAsync.\r\n";

 

           Task<string> getStringTask = client.GetStringAsync("http://msdn.microsoft.com");

 

           DoIndependentWork();

 

           resultsTextBox.Text += "\r\n4:  Back in startButton_Click.\r\n" +

               "       Task getStringTask is started.\r\n";

           string urlContents = await getStringTask;

 

           resultsTextBox.Text += "\r\n5:  Back in AccessTheWebAsync." +

               "\r\n       Task getStringTask is complete." +

               "\r\n       Processing the return statement." +

               "\r\n       Exiting from AccessTheWebAsync.\r\n";

 

           return urlContents.Length;

       }

 

 

       void DoIndependentWork()

       {

           resultsTextBox.Text += "\r\n3:  Entering DoIndependentWork.\r\n";

 

           resultsTextBox.Text += "\r\n        Working . . . . . . .\r\n";

       }

运维结果:

1:  Entering startButton_Click.

           Calling AccessTheWebAsync.

 

2:  Entering AccessTheWebAsync.

        Calling HttpClient.GetStringAsync.

 

3:  Entering DoIndependentWork.

 

        Working . . . . . . .

 

4:  Back in startButton_Click.

       Task getStringTask is started.

 

5:  Back in AccessTheWebAsync.

       Task getStringTask is complete.

       Processing the return statement.

       Exiting from AccessTheWebAsync.

 

6:   Length of the downloaded string: 41609.

再稍微复杂点:

private async void startButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

       {

           // The display lines in the example lead you through the control shifts.

           resultsTextBox.Text += "ONE:   Entering startButton_Click.\r\n" +

               "           Calling AccessTheWebAsync.\r\n";

 

           Task<int> getLengthTask = AccessTheWebAsync();

 

           resultsTextBox.Text += "\r\nFOUR:  Back in startButton_Click.\r\n" +

               "           Task getLengthTask is started.\r\n" +

               "           About to await getLengthTask -- no caller to return to.\r\n";

 

           int contentLength = await getLengthTask;

 

           resultsTextBox.Text += "\r\nSIX:   Back in startButton_Click.\r\n" +

               "           Task getLengthTask is finished.\r\n" +

               "           Result from AccessTheWebAsync is stored in contentLength.\r\n" +

               "           About to display contentLength and exit.\r\n";

 

           resultsTextBox.Text +=

               String.Format("\r\nLength of the downloaded string: {0}.\r\n", contentLength);

       }

 

       async Task<int> AccessTheWebAsync()

       {

           resultsTextBox.Text += "\r\nTWO:   Entering AccessTheWebAsync.";

 

           // Declare an HttpClient object and increase the buffer size. The default

           // buffer size is 65,536.

           HttpClient client =

               new HttpClient() { MaxResponseContentBufferSize = 1000000 };

 

           resultsTextBox.Text += "\r\n           Calling HttpClient.GetStringAsync.\r\n";

 

           // GetStringAsync returns a Task<string>. 

           Task<string> getStringTask = client.GetStringAsync("http://msdn.microsoft.com");

 

           resultsTextBox.Text += "\r\nTHREE: Back in AccessTheWebAsync.\r\n" +

               "           Task getStringTask is started.";

 

           // AccessTheWebAsync can continue to work until getStringTask is awaited.

 

           resultsTextBox.Text +=

               "\r\n           About to await getStringTask and return a Task<int> to startButton_Click.\r\n";

 

           // Retrieve the website contents when task is complete.

           string urlContents = await getStringTask;

 

           resultsTextBox.Text += "\r\nFIVE:  Back in AccessTheWebAsync." +

               "\r\n           Task getStringTask is complete." +

               "\r\n           Processing the return statement." +

               "\r\n           Exiting from AccessTheWebAsync.\r\n";

 

           return urlContents.Length;

       }

运作结果:

ONE:   Entering startButton_Click.

           Calling AccessTheWebAsync.

 

TWO:   Entering AccessTheWebAsync.

           Calling HttpClient.GetStringAsync.

 

THREE: Back in AccessTheWebAsync.

           Task getStringTask is started.

           About to await getStringTask and return a Task<;int> to startButton_Click.

 

FOUR:  Back in startButton_Click.

           Task getLengthTask is started.

           About to await getLengthTask -- no caller to return to.

 

FIVE:  Back in AccessTheWebAsync.

           Task getStringTask is complete.

           Processing the return statement.

           Exiting from AccessTheWebAsync.

 

SIX:   Back in startButton_Click.

           Task getLengthTask is finished.

           Result from AccessTheWebAsync is stored in contentLength.

           About to display contentLength and exit.

 

Length of the downloaded string: 41635.

TAP

.NET4.0
中引入了新的异步编制程序模型“基于职务的异步编制程序模型(TAP)”,并且推荐大家在开发新的四线程应用程序中首要采用TAP,在.NET4.第55中学更为对TPL库实行了多量的优化与改进(async和await)。那以后笔者先介绍下TAP具有啥样优势:

  1. 职责调度器(TaskScheduler)依赖于底层的线程池引擎,可自定义五个TaskScheduler更改调度算法,同时不更改代码或编制程序模型。通过有个别队列的天职内联化(task
    inlining)和劳作窃取(work-stealing)机制而发起了大批量职责,Task能够为大家提升程序质量。
  2. 能够动用PreferFairness标志,获取与ThreadPool.QueueUserWorkItem或许四个信托的BeginInvoke相同的线程池行为。

        3.
 自由自在达成职责等待、任务撤销、再而三职务、极度处理(System.AggregateException)、GUI线程操作。

       4.  在职分运行后,能够每十三日以职务一连的花样登记回调。

       5.  充裕利用现有的线程,制止成立不须要的额外线程。

       6.  结合C#5.0引入async和await关键字轻松实现“异步方法”。

APM转换为TAP:

选取TaskFactory的FromAsync方法,传递多少个实参:BeginXxx方法、EndXxx方法、Object状态、可选的TaskCreationOptions值,再次回到对3个Task对象的引用;

private static void ConvertingApmToTask() {
      // Instead of this:
      WebRequest webRequest = WebRequest.Create("http://Wintellect.com/");
      webRequest.BeginGetResponse(result => {
         WebResponse webResponse = null;
         try {
            webResponse = webRequest.EndGetResponse(result);
            Console.WriteLine("Content length: " + webResponse.ContentLength);
         }
         catch (WebException we) {
            Console.WriteLine("Failed: " + we.GetBaseException().Message);
         }
         finally {
            if (webResponse != null) webResponse.Close();
         }
      }, null);
      Console.ReadLine();  // for testing purposes
      // Make a Task from an async operation that FromAsync starts
      webRequest = WebRequest.Create("http://Wintellect.com/");
      var t1 = Task.Factory.FromAsync<WebResponse>(webRequest.BeginGetResponse, webRequest.EndGetResponse, null, TaskCreationOptions.None);
      var t2 = t1.ContinueWith(task => {
         WebResponse webResponse = null;
         try {
            webResponse = task.Result;
            Console.WriteLine("Content length: " + webResponse.ContentLength);
         }
         catch (AggregateException ae) {
            if (ae.GetBaseException() is WebException)
               Console.WriteLine("Failed: " + ae.GetBaseException().Message);
            else throw;
         }
         finally { if (webResponse != null) webResponse.Close(); }
      });
      try {t2.Wait();  // for testing purposes only}
      catch (AggregateException) { }
   }

EAP转换成TAP:

使用System.Threading.Tasks.TaskCompletionSource类进行李包裹装;

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当组织1个TaskCompletionSource对象,也会变动1个Task,可经过其Task属性获取;当三个异步操作完结时,它接纳TaskCompletionSource对象来设置它因为啥而形成,裁撤,未处理的格外大概它的结果。调用有些SetXxx方法,能够设置底层Task对象的景况。

private sealed class MyFormTask : System.Windows.Forms.Form {
      protected override void OnClick(EventArgs e) {
         // The System.Net.WebClient class supports the Event-based Asynchronous Pattern
         WebClient wc = new WebClient();
         // Create the TaskCompletionSource and its underlying Task object
         var tcs = new TaskCompletionSource<String>();
         // When a string completes downloading, the WebClient object raises the 
         // DownloadStringCompleted event which will invoke our ProcessString method
         wc.DownloadStringCompleted += (sender, ea) => {
            // This code always executes on the GUI thread; set the Task’s state
            if (ea.Cancelled) tcs.SetCanceled();
            else if (ea.Error != null) tcs.SetException(ea.Error);
            else tcs.SetResult(ea.Result);
         };
         // Have the Task continue with this Task that shows the result in a message box
// NOTE: The TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously flag is required to have this code
         // run on the GUI thread; without the flag, the code runs on a thread pool thread 
         tcs.Task.ContinueWith(t => {
            try { System.Windows.Forms.MessageBox.Show(t.Result);}
            catch (AggregateException ae) {
               System.Windows.Forms.MessageBox.Show(ae.GetBaseException().Message);
            }
         }, TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously);
         // Start the asynchronous operation (this is like calling a BeginXxx method)
         wc.DownloadStringAsync(new Uri("http://Wintellect.com"));
         base.OnClick(e);
      }
   }

实现了TAP的类:存在XxxTaskAsync的方法,
帮衬异步操作的撤销和速度的告知的功力;

注销:能够经过合作式撤除格局,向异步方法传入CancellationToken 参数,通过调用其ThrowIfCancellationRequested方法来定时检查操作是或不是曾经撤回;

进度报告:能够因此IProgress<T>接口来贯彻速度报告的作用;

更新GUI:
TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext()获取同步上下文职责调度器,将关联该目的的全部职分都调度给GUI线程,使义务代码能不负众望更新UI;

private sealed class MyForm : System.Windows.Forms.Form {
        public MyForm() {
            Text = "Synchronization Context Task Scheduler Demo";
            Visible = true; Width = 400; Height = 100;
        }
         private static Int32 Sum(CancellationToken ct, Int32 n) {
        Int32 sum = 0;
        for (; n > 0; n--) {
            // The following line throws OperationCanceledException when Cancel 
            // is called on the CancellationTokenSource referred to by the token
            ct.ThrowIfCancellationRequested();
            //Thread.Sleep(0);   // Simulate taking a long time
            checked { sum += n; }
        }
        return sum;
       }
        private readonly TaskScheduler m_syncContextTaskScheduler =
           TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext();
        private CancellationTokenSource m_cts;
        protected override void OnMouseClick(System.Windows.Forms.MouseEventArgs e) {
            if (m_cts != null) {    // An operation is in flight, cancel it
                m_cts.Cancel();
                m_cts = null;
            } else {                // An operation is not in flight, start it
                Text = "Operation running";
                m_cts = new CancellationTokenSource();
           // This task uses the default task scheduler and executes on a thread pool thread
                var t = new Task<Int32>(() => Sum(m_cts.Token, 20000), m_cts.Token);
                t.Start();
 // These tasks use the synchronization context task scheduler and execute on the GUI thread
                t.ContinueWith(task => Text = "Result: " + task.Result,
                   CancellationToken.None, TaskContinuationOptions.OnlyOnRanToCompletion,
                   m_syncContextTaskScheduler);
                t.ContinueWith(task => Text = "Operation canceled",
                   CancellationToken.None, TaskContinuationOptions.OnlyOnCanceled,
                   m_syncContextTaskScheduler);
                t.ContinueWith(task => Text = "Operation faulted",
                   CancellationToken.None, TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted,
                   m_syncContextTaskScheduler);
            }
            base.OnMouseClick(e);
        }
}

老大处理

在职务抛出的未处理卓殊都封装在System.AggregateException对象中。那几个目的会蕴藏在章程重临的Task或Task<TResult>对象中,须求经过拜访Wait()、Result、Exception成员才能观测到不行。(所以,在做客Result以前,应先观看IsCanceled和IsFaulted属性)

假如向来不访问Task的Wait()、Result、Exception成员,那么你将永生永世注意不到这个尤其的发出。为了援助你检查和测试到那个未处理的特别,能够向TaskScheduler对象的UnobservedTaskException事件注册回调函数。每当一个Task被垃圾回收时,假若存在三个一向不专注到的不胜,CL途乐的终结器线程会引发这些事件。

可在事变回调函数中调用UnobservedTaskException伊夫ntArgs对象的SetObserved()
方法来提出已经处理好了要命,从而阻碍CLPRADO终止线程。可是并不推荐这么做,宁愿终止进度也不用带着曾经毁损的意况继续运营。

1.2 创立任务

在本节中,首假如出现说法了怎么着创立三个职务。其利害攸关接纳了System.Threading.Tasks命名空间下的Task类。该类能够被实例化并且提供了一组静态方法,能够方便急忙的成立职分。

在底下实例代码中,分别延时了两种普遍的职分创设格局,并且创设职责是足以钦命职分成立的选项,从而达到最优的创始格局。

TaskCreationOptions中累计有三个枚举,枚举是能够使用|运算符组合定义的。其枚举如下表所示。

成员名称 说明
AttachedToParent 指定将任务附加到任务层次结构中的某个父级。 默认情况下,子任务(即由外部任务创建的内部任务)将独立于其父任务执行。 可以使用 TaskContinuationOptions.AttachedToParent 选项以便将父任务和子任务同步。请注意,如果使用 DenyChildAttach 选项配置父任务,则子任务中的 AttachedToParent 选项不起作用,并且子任务将作为分离的子任务执行。有关详细信息,请参阅附加和分离的子任务
DenyChildAttach 指定任何尝试作为附加的子任务执行(即,使用 AttachedToParent 选项创建)的子任务都无法附加到父任务,会改成作为分离的子任务执行。 有关详细信息,请参阅附加和分离的子任务
HideScheduler 防止环境计划程序被视为已创建任务的当前计划程序。 这意味着像 StartNew 或 ContinueWith 创建任务的执行操作将被视为 Default 当前计划程序。
LongRunning 指定任务将是长时间运行的、粗粒度的操作,涉及比细化的系统更少、更大的组件。 它会向 TaskScheduler 提示,过度订阅可能是合理的。 可以通过过度订阅创建比可用硬件线程数更多的线程。 它还将提示任务计划程序:该任务需要附加线程,以使任务不阻塞本地线程池队列中其他线程或工作项的向前推动。
None 指定应使用默认行为。
PreferFairness 提示 TaskScheduler 以一种尽可能公平的方式安排任务,这意味着较早安排的任务将更可能较早运行,而较晚安排运行的任务将更可能较晚运行。
RunContinuationsAsynchronously 强制异步执行添加到当前任务的延续任务。请注意,RunContinuationsAsynchronously 成员在以 .NET Framework 4.6 开头的 TaskCreationOptions 枚举中可用。
static void Main(string[] args)
{
    // 使用构造方法创建任务
    var t1 = new Task(() => TaskMethod("Task 1"));
    var t2 = new Task(() => TaskMethod("Task 2"));

    // 需要手动启动
    t2.Start();
    t1.Start();

    // 使用Task.Run 方法启动任务  不需要手动启动
    Task.Run(() => TaskMethod("Task 3"));

    // 使用 Task.Factory.StartNew方法 启动任务 实际上就是Task.Run
    Task.Factory.StartNew(() => TaskMethod("Task 4"));

    // 在StartNew的基础上 添加 TaskCreationOptions.LongRunning 告诉 Factory该任务需要长时间运行
    // 那么它就会可能会创建一个 非线程池线程来执行任务  
    Task.Factory.StartNew(() => TaskMethod("Task 5"), TaskCreationOptions.LongRunning);

    ReadLine();
}

static void TaskMethod(string name)
{
    WriteLine($"任务 {name} 运行,线程 id {CurrentThread.ManagedThreadId}. 是否为线程池线程: {CurrentThread.IsThreadPoolThread}.");
}

运营结果如下图所示。

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4.1 简介

API 异步方法


怎么着找到像 GetStringAsync 那样协助异步编程的情势。 .NET Framework 4.5
包含使用 async 和 await 的大队人马分子,它们都已“Async”为后缀和 Task 或
Task<TResult> 的归来类型。
例如,System.IO.Stream 类包涵的艺术
CopyToAsync、ReadAsync、WriteAsync 等形式以及协同方法 CopyTo、Read 和
Write。

Async /Await

在.NET Framework 4.0中添加.NET Framework
4.第55中学新的异步操作库(async/await),该包由七个库组成:Microsoft.Bcl、Microsoft.Bcl.Async和Microsoft.Bcl.Build。

Install-Package Microsoft.Bcl.Async

注:asp.net
框架必须求升级.net framework框架才能采纳 async/await

设若不行消息是“Message : Could not load file or assembly ‘System.Core,
Version=2.0.5.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=7cec85d7bea7798e,
Retargetable=Yes’ or one of its dependencies. The given assembly name or
codebase was invalid. (Exception from HRESULT: 0x80131047)”,

这须要你去微软官网下载.net4.0的KB2468871补丁来安装。

C# 5引入了异步函数(asynchrnous
function)的概念。平时是指用async修饰符注明的,可

含有await表明式的格局或匿名函数;

async关键字成立了1个状态机,类似于yield
return语句;await关键字只可以用于有用async修饰符表明的措施。async修饰符只好用来重返Task/Task<TResult>或void的不二法门。await只好用来调用再次来到Task/Task<TResult>的格局;await会解除线程的隔绝,实现调用的天职;等待职务成功后,获取结果,然后实施await关键字背后的代码;编写翻译器会把await的表明式后的代码应用
Task.ContinueWith
打包了起来,回调时私下认可使用当前线程的同步上下文任务调度器;即使不选取同一的联合署名上下文,必须调用Task实例的ConfigureAwait(false)方法;

await msg.Content.ReadAsStringAsync().ConfigureAwait(false);

异步方法的扬言语法与任何方式完全平等,只是要包罗async上下文关键字。async能够出

当今回到类型在此以前的任何任务。async修饰符在变化的代码中绝非意义,也可省略不写,它鲜明发布了您的预期,告诉编写翻译器能够积极寻找await表达式,也能够查找应该转换到异步调用和await表达式的块调用。

调用者和异步方法之间是透过重返值来通讯的。异步函数的归来类型只可以为:

Void
、Task、Task<TResult>;Task和Task<TResult>类型都代表二个或许还未形成的操作。
Task<TResult>继承自Task。二者的区分是,Task<TResult>表示2个再次回到值为T类型的操作,而Task则不要求发出再次来到值。在某种意义上,你能够认为Task正是Task<void>类型;

为此将异步方法设计为能够回来void,是为了和事件处理程序包容。

异步方法签名的束缚:全部参数都不能采纳out或ref修饰符。

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1.3 使用职分履行基本的操作

在本节中,使用职务履行基本的操作,并且取得职务执行到位后的结果值。本节内容相比较不难,在此不做过多介绍。

演示代码如下,在主线程中要博得结果值,常用的措施就是访问task.Result天性,假使任务线程还没实施达成,那么会阻塞主线程,直到线程执行完。假使职责线程执行完结,那么将直接得到运算的结果值。

Task 3中,使用了task.Status来打字与印刷线程的情景,线程各个情形的切切实实意思,将在下一节中牵线。

static void Main(string[] args)
{
    // 直接执行方法 作为参照
    TaskMethod("主线程任务");

    // 访问 Result属性 达到运行结果
    Task<int> task = CreateTask("Task 1");
    task.Start();
    int result = task.Result;
    WriteLine($"运算结果: {result}");

    // 使用当前线程,同步执行任务
    task = CreateTask("Task 2");
    task.RunSynchronously();
    result = task.Result;
    WriteLine($"运算结果:{result}");

    // 通过循环等待 获取运行结果
    task = CreateTask("Task 3");
    WriteLine(task.Status);
    task.Start();

    while (!task.IsCompleted)
    {
        WriteLine(task.Status);
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
    }

    WriteLine(task.Status);
    result = task.Result;
    WriteLine($"运算结果:{result}");

    Console.ReadLine();
}

static Task<int> CreateTask(string name)
{
    return new Task<int>(() => TaskMethod(name));
}

static int TaskMethod(string name)
{
    WriteLine($"{name} 运行在线程 {CurrentThread.ManagedThreadId}上. 是否为线程池线程 {CurrentThread.IsThreadPoolThread}");

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));

    return 42;
}

运转结果如下,可知Task 1
Task 2均是运维在主线程上,并非线程池线程。

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线程


异步方法目的在于成为非阻止操作。异步方法中的 await
表达式在守候的任务正在运转时,不会阻止当前线程。相反,表明式在再三再四时,注册格局的别的部分并将控件重临到异步方法的调用方。

async 和 await
关键字不会造成创造别的线程。
因为异步方法不会在其自我线程上运维,由此它不必要多线程。
唯有当方法处于活动状态时,该措施将在此时此刻伙同上下文中运作并接纳线程上的时日。
能够使用 Task.Run 将占据大量 CPU
的办事移到后台线程,不过后台线程不会支援正在等候结果的长河变为可用状态。

对此异步编制程序而言,该基于异步的办法优于差不离每种用例中的现有措施。
具体而言,此方法比 BackgroundWorker 更适用于 IO
绑定的操作,因为此代码更简便且无需防备争用标准化。 结合 Task.Run
使用时,异步编制程序比 BackgroundWorker 更适用于 CPU
绑定的操作,因为异步编制程序将运维代码的协调细节与 Task.Run
传输至线程池的行事分别开来。

1.4 组合职分

在本节中,显示了职分之中三个强大的效应,那正是结合职责。通过结合义务可很好的叙述职务与职务之间的异步、同步关系,大大下降了编制程序的难度。

组合职务重庆大学是因此task.ContinueWith()task.WhenAny()task.WhenAll()等和task.GetAwaiter().OnCompleted()措施来促成。

在使用task.ContinueWith()格局时,供给注意它也可传递一名目繁多的枚举选项TaskContinuationOptions,该枚举选项和TaskCreationOptions恍如,其现实定义如下表所示。

成员名称 说明
AttachedToParent 如果延续为子任务,则指定将延续附加到任务层次结构中的父级。 只有当延续前面的任务也是子任务时,延续才可以是子任务。 默认情况下,子任务(即由外部任务创建的内部任务)将独立于其父任务执行。 可以使用 TaskContinuationOptions.AttachedToParent 选项以便将父任务和子任务同步。请注意,如果使用 DenyChildAttach 选项配置父任务,则子任务中的 AttachedToParent 选项不起作用,并且子任务将作为分离的子任务执行。有关更多信息,请参见Attached and Detached Child Tasks
DenyChildAttach 指定任何使用 TaskCreationOptions.AttachedToParent 选项创建,并尝试作为附加的子任务执行的子任务(即,由此延续创建的任何嵌套内部任务)都无法附加到父任务,会改成作为分离的子任务执行。 有关详细信息,请参阅附加和分离的子任务
ExecuteSynchronously 指定应同步执行延续任务。 指定此选项后,延续任务在导致前面的任务转换为其最终状态的相同线程上运行。如果在创建延续任务时已经完成前面的任务,则延续任务将在创建此延续任务的线程上运行。 如果前面任务的 CancellationTokenSource 已在一个 finally(在 Visual Basic 中为 Finally)块中释放,则使用此选项的延续任务将在该 finally 块中运行。 只应同步执行运行时间非常短的延续任务。由于任务以同步方式执行,因此无需调用诸如 Task.Wait 的方法来确保调用线程等待任务完成。
HideScheduler 指定由延续通过调用方法(如 Task.RunTask.ContinueWith)创建的任务将默认计划程序 (TaskScheduler.Default) 视为当前的计划程序,而不是正在运行该延续的计划程序。
LazyCancellation 在延续取消的情况下,防止延续的完成直到完成先前的任务。
LongRunning 指定延续将是长期运行的、粗粒度的操作。 它会向 TaskScheduler 提示,过度订阅可能是合理的。
None 如果未指定延续选项,应在执行延续任务时使用指定的默认行为。 延续任务在前面的任务完成后以异步方式运行,与前面任务最终的 Task.Status 属性值无关。 如果延续为子任务,则会将其创建为分离的嵌套任务。
NotOnCanceled 指定不应在延续任务前面的任务已取消的情况下安排延续任务。 如果前面任务完成的 Task.Status 属性是 TaskStatus.Canceled,则前面的任务会取消。 此选项对多任务延续无效。
NotOnFaulted 指定不应在延续任务前面的任务引发了未处理异常的情况下安排延续任务。 如果前面任务完成的 Task.Status 属性是 TaskStatus.Faulted,则前面的任务会引发未处理的异常。 此选项对多任务延续无效。
NotOnRanToCompletion 指定不应在延续任务前面的任务已完成运行的情况下安排延续任务。 如果前面任务完成的 Task.Status 属性是 TaskStatus.RanToCompletion,则前面的任务会运行直至完成。 此选项对多任务延续无效。
OnlyOnCanceled 指定只应在延续前面的任务已取消的情况下安排延续任务。 如果前面任务完成的 Task.Status 属性是 TaskStatus.Canceled,则前面的任务会取消。 此选项对多任务延续无效。
OnlyOnFaulted 指定只有在延续任务前面的任务引发了未处理异常的情况下才应安排延续任务。 如果前面任务完成的 Task.Status 属性是 TaskStatus.Faulted,则前面的任务会引发未处理的异常。OnlyOnFaulted 选项可保证前面任务中的 Task.Exception 属性不是 null。 你可以使用该属性来捕获异常,并确定导致任务出错的异常。 如果你不访问 Exception 属性,则不会处理异常。 此外,如果尝试访问已取消或出错的任务的 Result 属性,则会引发一个新异常。此选项对多任务延续无效。
OnlyOnRanToCompletion 指定只应在延续任务前面的任务已完成运行的情况下才安排延续任务。 如果前面任务完成的 Task.Status 属性是 TaskStatus.RanToCompletion,则前面的任务会运行直至完成。 此选项对多任务延续无效。
PreferFairness 提示 TaskScheduler 按任务计划的顺序安排任务,因此较早安排的任务将更可能较早运行,而较晚安排运行的任务将更可能较晚运行。
RunContinuationsAsynchronously 指定应异步运行延续任务。 此选项优先于 TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously。

以身作则代码如下所示,使用ContinueWith()OnCompleted()措施结合了职务来运营,搭配不一致的TaskCreationOptionsTaskContinuationOptions来促成不一致的职能。

static void Main(string[] args)
{
    WriteLine($"主线程 线程 Id {CurrentThread.ManagedThreadId}");

    // 创建两个任务
    var firstTask = new Task<int>(() => TaskMethod("Frist Task",3));
    var secondTask = new Task<int>(()=> TaskMethod("Second Task",2));

    // 在默认的情况下 ContiueWith会在前面任务运行后再运行
    firstTask.ContinueWith(t => WriteLine($"第一次运行答案是 {t.Result}. 线程Id {CurrentThread.ManagedThreadId}. 是否为线程池线程: {CurrentThread.IsThreadPoolThread}"));

    // 启动任务
    firstTask.Start();
    secondTask.Start();

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(4));

    // 这里会紧接着 Second Task运行后运行, 但是由于添加了 OnlyOnRanToCompletion 和 ExecuteSynchronously 所以会由运行SecondTask的线程来 运行这个任务
    Task continuation = secondTask.ContinueWith(t => WriteLine($"第二次运行的答案是 {t.Result}. 线程Id {CurrentThread.ManagedThreadId}. 是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}"),TaskContinuationOptions.OnlyOnRanToCompletion | TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously);

    // OnCompleted 是一个事件  当contiuation运行完成后 执行OnCompleted Action事件
    continuation.GetAwaiter().OnCompleted(() => WriteLine($"后继任务完成. 线程Id {CurrentThread.ManagedThreadId}. 是否为线程池线程 {CurrentThread.IsThreadPoolThread}"));

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
    WriteLine();

    firstTask = new Task<int>(() => 
    {
        // 使用了TaskCreationOptions.AttachedToParent 将这个Task和父Task关联, 当这个Task没有结束时  父Task 状态为 WaitingForChildrenToComplete
        var innerTask = Task.Factory.StartNew(() => TaskMethod("Second Task",5), TaskCreationOptions.AttachedToParent);

        innerTask.ContinueWith(t => TaskMethod("Thrid Task", 2), TaskContinuationOptions.AttachedToParent);

        return TaskMethod("First Task",2);
    });

    firstTask.Start();

    // 检查firstTask线程状态  根据上面的分析 首先是  Running -> WatingForChildrenToComplete -> RanToCompletion
    while (! firstTask.IsCompleted)
    {
        WriteLine(firstTask.Status);

        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
    }

    WriteLine(firstTask.Status);

    Console.ReadLine();
}

static int TaskMethod(string name, int seconds)
{
    WriteLine($"任务 {name} 正在运行,线程池线程 Id {CurrentThread.ManagedThreadId},是否为线程池线程: {CurrentThread.IsThreadPoolThread}");

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));

    return 42 * seconds;
}

运作结果如下图所示,与预期结果一律。当中使用了task.Status来打字与印刷职责运转的动静,对于task.Status的景观具体意思如下表所示。

成员名称 说明
Canceled 该任务已通过对其自身的 CancellationToken 引发 OperationCanceledException 对取消进行了确认,此时该标记处于已发送信号状态;或者在该任务开始执行之前,已向该任务的 CancellationToken 发出了信号。 有关详细信息,请参阅任务取消
Created 该任务已初始化,但尚未被计划。
Faulted 由于未处理异常的原因而完成的任务。
RanToCompletion 已成功完成执行的任务。
Running 该任务正在运行,但尚未完成。
WaitingForActivation 该任务正在等待 .NET Framework 基础结构在内部将其激活并进行计划。
WaitingForChildrenToComplete 该任务已完成执行,正在隐式等待附加的子任务完成。
WaitingToRun 该任务已被计划执行,但尚未开始执行。

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线程池相当于线程和用户之间的一个抽象层,向程序员隐藏了运用线程的底细,使得程序员专心处理程序逻辑,而不是各样线程难题。

异步和等待


假若经过 async 修饰符内定某种形式为异步方法,则能够启用以下多个作用。

  • 标志的异步方法能够使用 await 来钦定悬挂点。await
    运算符公告编写翻译器异步方法唯有直到等待的异步过程达成才能继续通过该点。
    同时,控件重返至异步方法的调用方。 await
    表明式中异步方法的挂起不可能使该办法退出,并且 finally 块不会运作。
  • 标志的异步方法本身能够经过调用它的艺术等待

异步方法一般包罗 await 运算符的3个或四个匹配项,但缺少 await
表明式不会造成编写翻译器错误。 假使异步方法未采用 await
运算符标记悬挂点,则该办法将用作一道方法执行,不管异步修饰符怎么着。
编写翻译器将为此类措施公布2个告诫。

Async 、async、Await 和 await 都以上下文关键字。
有关越来越多新闻和示范,请参见以下大旨:

  • async
  • await

1.5 将APM情势转换为任务

在前方的章节中,介绍了依照IAsyncResult接口落成了BeginXXXX/EndXXXX措施的就叫APM形式。APM方式格外古老,那么哪些将它转换为TAP格局吗?对于周边的三种APM格局异步任务,大家一般选拔使用Task.Factory.FromAsync()主意来兑现将APM模式转换为TAP模式

示范代码如下所示,相比较不难不作过多介绍。

static void Main(string[] args)
{
    int threadId;
    AsynchronousTask d = Test;
    IncompatibleAsychronousTask e = Test;

    // 使用 Task.Factory.FromAsync方法 转换为Task
    WriteLine("Option 1");
    Task<string> task = Task<string>.Factory.FromAsync(d.BeginInvoke("异步任务线程", CallBack, "委托异步调用"), d.EndInvoke);

    task.ContinueWith(t => WriteLine($"回调函数执行完毕,现在运行续接函数!结果:{t.Result}"));

    while (!task.IsCompleted)
    {
        WriteLine(task.Status);
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
    }
    WriteLine(task.Status);
    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));

    WriteLine("----------------------------------------------");
    WriteLine();

    // 使用 Task.Factory.FromAsync重载方法 转换为Task
    WriteLine("Option 2");

    task = Task<string>.Factory.FromAsync(d.BeginInvoke,d.EndInvoke,"异步任务线程","委托异步调用");

    task.ContinueWith(t => WriteLine($"任务完成,现在运行续接函数!结果:{t.Result}"));

    while (!task.IsCompleted)
    {
        WriteLine(task.Status);
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
    }
    WriteLine(task.Status);
    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));

    WriteLine("----------------------------------------------");
    WriteLine();

    // 同样可以使用 FromAsync方法 将 BeginInvoke 转换为 IAsyncResult 最后转换为 Task
    WriteLine("Option 3");

    IAsyncResult ar = e.BeginInvoke(out threadId, CallBack, "委托异步调用");
    task = Task<string>.Factory.FromAsync(ar, _ => e.EndInvoke(out threadId, ar));

    task.ContinueWith(t => WriteLine($"任务完成,现在运行续接函数!结果:{t.Result},线程Id {threadId}"));

    while (!task.IsCompleted)
    {
        WriteLine(task.Status);
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
    }
    WriteLine(task.Status);

    ReadLine();
}

delegate string AsynchronousTask(string threadName);
delegate string IncompatibleAsychronousTask(out int threadId);

static void CallBack(IAsyncResult ar)
{
    WriteLine("开始运行回调函数...");
    WriteLine($"传递给回调函数的状态{ar.AsyncState}");
    WriteLine($"是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");
    WriteLine($"线程池工作线程Id:{CurrentThread.ManagedThreadId}");
}

static string Test(string threadName)
{
    WriteLine("开始运行...");
    WriteLine($"是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");
    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));

    CurrentThread.Name = threadName;
    return $"线程名:{CurrentThread.Name}";
}

static string Test(out int threadId)
{
    WriteLine("开始运行...");
    WriteLine($"是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");
    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));

    threadId = CurrentThread.ManagedThreadId;
    return $"线程池线程工作Id是:{threadId}";
}

运营结果如下图所示。

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可是使用线程池也很复杂。有七个难题存在:

归来类型和参数


.NET Framework 异步编制程序中异步方法一般再次回到 Task 或 Task<TResult>。
在异步方法中,await 运算符应用于通过调用另一个异步方法重返的义务。

只要措施蕴涵 Return (Visual Basic) 或钦赐项目 TResult 的操作数的 return
(C#) 语句,则将 Task<TResult> 钦赐为回去类型。

假诺艺术不含任何 return 语句或含有不回去操作数的 return 语句,则将 Task
用作重临类型。

下边包车型地铁以身作则演示如何证明并调用可回到 Task<TResult> 或 Task 的格局。

// Signature specifies Task<;TResult>

async Task<;int> TaskOfTResult_MethodAsync()

{

    int hours;

    // . . .

    // Return statement specifies an integer result.

    return hours;

}

 

// Calls to TaskOfTResult_MethodAsync

Task<;int> returnedTaskTResult = TaskOfTResult_MethodAsync();

int intResult = await returnedTaskTResult;

// or, in a single statement

int intResult = await TaskOfTResult_MethodAsync();

// Signature specifies Task

async Task Task_MethodAsync()

{

    // . . .

    // The method has no return statement.  

}

 

// Calls to Task_MethodAsync

Task returnedTask = Task_MethodAsync();

await returnedTask;

// or, in a single statement

await Task_MethodAsync();

各样重返的义务表示正在展开的办事。
任务可包裹有关异步进度景况的新闻,如若未中标,则最终会卷入来自进度的结尾结果或进度引发的那多少个。

澳门葡京备用网址,异步方法还足以是 Sub 方法 (Visual Basic) 或具有 void 重临类型 (C#)。
该重回类型主要用来定义需求 void 重临类型的事件处理程序。
异步事件处理程序平日作为异步程序的初叶点。

无法等待为 Sub 程序或持有 void
再次回到类型的异步方法,并且无效的归来方法的调用方不可能捕获该方法引发的别的尤其。

异步方法不能表明 Visual Basic 中的 ByRef 参数或 C# 中的 ref 或 out
参数,但此格局能够调用具有此类参数的方法。

至于越来越多消息和演示,请参见异步再次回到类型(C# 和 Visual Basic)。
有关怎么着在异步方法中捕捉很是的越多音讯,请参见 try-catch(C# 参考)或
Try…Catch…Finally 语句 (Visual Basic)。

Windows 运营时编制程序中的异步 API 具有下列再次回到类型之一,它好像于职务:

  • IAsyncOperation,它对应于 Task<TResult>
  • IAsyncAction,它对应于 Task
  • IAsyncActionWithProgress
  • IAsyncOperationWithProgress

1.6 将EAP方式转换为天职

在上几章中有涉嫌,通过BackgroundWorker类经过事件的办法完毕的异步,大家叫它EAP形式。那么什么样将EAP形式转换为职分吗?很简单,大家只需求经过TaskCompletionSource类,即可将EAP方式转换为天职。

演示代码如下所示。

static void Main(string[] args)
{
    var tcs = new TaskCompletionSource<int>();

    var worker = new BackgroundWorker();
    worker.DoWork += (sender, eventArgs) =>
    {
        eventArgs.Result = TaskMethod("后台工作", 5);
    };

    // 通过此方法 将EAP模式转换为 任务
    worker.RunWorkerCompleted += (sender, eventArgs) =>
    {
        if (eventArgs.Error != null)
        {
            tcs.SetException(eventArgs.Error);
        }
        else if (eventArgs.Cancelled)
        {
            tcs.SetCanceled();
        }
        else
        {
            tcs.SetResult((int)eventArgs.Result);
        }
    };

    worker.RunWorkerAsync();

    // 调用结果
    int result = tcs.Task.Result;

    WriteLine($"结果是:{result}");

    ReadLine();
}

static int TaskMethod(string name, int seconds)
{
    WriteLine($"任务{name}运行在线程{CurrentThread.ManagedThreadId}上. 是否为线程池线程{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));

    return 42 * seconds;
}

运维结果如下图所示。

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①获取线程池中的工作线程的结果比较难

参考资料


  • Microsoft Developer Network 基于职分的异步格局(TAP)
  • 选取 Async 和 Await
    的异步编制程序
  • 异步程序中的控制流

 

下载 Demo

下载 Demo TPL 与 AMP 和 EAP 结合

1.7 完毕废除选项

在TAP情势中,实现废除选项和事先的异步格局一样,都是运用CancellationToken来贯彻,然而不一致的是Task构造函数允许传入2个CancellationToken,从而在义务实际运维此前废除它。

以身作则代码如下所示。

static void Main(string[] args)
{
    var cts = new CancellationTokenSource();
    // new Task时  可以传入一个 CancellationToken对象  可以在线程创建时  变取消任务
    var longTask = new Task<int>(() => TaskMethod("Task 1", 10, cts.Token), cts.Token);
    WriteLine(longTask.Status);
    cts.Cancel();
    WriteLine(longTask.Status);
    WriteLine("第一个任务在运行前被取消.");

    // 同样的 可以通过CancellationToken对象 取消正在运行的任务
    cts = new CancellationTokenSource();
    longTask = new Task<int>(() => TaskMethod("Task 2", 10, cts.Token), cts.Token);
    longTask.Start();

    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
        WriteLine(longTask.Status);
    }
    cts.Cancel();
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
        WriteLine(longTask.Status);
    }

    WriteLine($"这个任务已完成,结果为{longTask.Result}");

    ReadLine();
}

static int TaskMethod(string name, int seconds, CancellationToken token)
{
    WriteLine($"任务运行在{CurrentThread.ManagedThreadId}上. 是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");

    for (int i = 0; i < seconds; i++)
    {
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));
        if (token.IsCancellationRequested)
        {
            return -1;
        }
    }

    return 42 * seconds;
}

运维结果如下图所示,那里须求注意的是,假使是在职分执行在此以前撤废了任务,那么它的终极状态是Canceled。假使是在履行进程中裁撤职务,那么它的意况是RanCompletion

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②落成线程池中劳作线程执行的时序难点

1.8 处理任务中的很是

在职务中,处理13分和其余异步方式处理十三分类似,借使能在所发生尤其的线程中拍卖,那么毫不在其余地方处理。但是对于一些不得预期的不胜,那么能够透过二种艺术来拍卖。

能够透过拜访task.Result天性来拍卖卓殊,因为访问那脾特性的Get艺术会使近期线程等待直到该职分到位,并将不胜传播给当下线程,那样就能够透过try catch语句块来捕获非凡。别的利用task.GetAwaiter().GetResult()格局和第使用task.Result类似,同样能够捕获极度。假如是要捕获四个任务中的至极错误,那么能够通过ContinueWith()方法来处理。

切切实实哪些促成,演示代码如下所示。

static void Main(string[] args)
{
    Task<int> task;
    // 在主线程中调用 task.Result task中的异常信息会直接抛出到 主线程中
    try
    {
        task = Task.Run(() => TaskMethod("Task 1", 2));
        int result = task.Result;
        WriteLine($"结果为: {result}");
    }
    catch (Exception ex)
    {
        WriteLine($"异常被捕捉:{ex.Message}");
    }
    WriteLine("------------------------------------------------");
    WriteLine();

    // 同上 只是访问Result的方式不同
    try
    {
        task = Task.Run(() => TaskMethod("Task 2", 2));
        int result = task.GetAwaiter().GetResult();
        WriteLine($"结果为:{result}");
    }
    catch (Exception ex)
    {
        WriteLine($"异常被捕捉: {ex.Message}");
    }
    WriteLine("----------------------------------------------");
    WriteLine();

    var t1 = new Task<int>(() => TaskMethod("Task 3", 3));
    var t2 = new Task<int>(() => TaskMethod("Task 4", 4));

    var complexTask = Task.WhenAll(t1, t2);
    // 通过ContinueWith TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted的方式 如果task出现异常 那么才会执行该方法
    var exceptionHandler = complexTask.ContinueWith(t => {
        WriteLine($"异常被捕捉:{t.Exception.Message}");
        foreach (var ex in t.Exception.InnerExceptions)
        {
            WriteLine($"-------------------------- {ex.Message}");
        }
    },TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted);

    t1.Start();
    t2.Start();

    ReadLine();
}

static int TaskMethod(string name, int seconds)
{
    WriteLine($"任务运行在{CurrentThread.ManagedThreadId}上. 是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
    // 人为抛出一个异常
    throw new Exception("Boom!");
    return 42 * seconds;
}

运营结果如下所示,需求留意的是,假诺在ContinueWith()措施中抓获多少个职务发生的可怜,那么它的可怜类型是AggregateException,具体的至极音讯包涵在InnerExceptions里头,要留意和InnerException区分。

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综上,我们在第③章中提过的异步编制程序模型和依据事件的异步编程模型,这一个方式使得获取结果越发不难,传播也更自在,然而在拓展多个异步操作结合的时候,还供给编写制定多量的代码。对于第三个难点.NET 4.0提议了一个新的关于异步操作的API。叫做职责并行库(Task Parallel Library
简称 TPL)。

1.9 互为运转职务

本节中驷不及舌介绍了多个艺术的施用,3个是等待组中全部义务都实施实现的Task.WhenAll()主意,另三个是纵然组中一个措施执行实现都施行的Task.WhenAny()方法。

切切实进行使,如下演示代码所示。

static void Main(string[] args)
{
    // 第一种方式 通过Task.WhenAll 等待所有任务运行完成
    var firstTask = new Task<int>(() => TaskMethod("First Task", 3));
    var secondTask = new Task<int>(() => TaskMethod("Second Task", 2));

    // 当firstTask 和 secondTask 运行完成后 才执行 whenAllTask的ContinueWith
    var whenAllTask = Task.WhenAll(firstTask, secondTask);
    whenAllTask.ContinueWith(t => WriteLine($"第一个任务答案为{t.Result[0]},第二个任务答案为{t.Result[1]}"), TaskContinuationOptions.OnlyOnRanToCompletion);

    firstTask.Start();
    secondTask.Start();

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(4));

    // 使用WhenAny方法  只要列表中有一个任务完成 那么该方法就会取出那个完成的任务
    var tasks = new List<Task<int>>();
    for (int i = 0; i < 4; i++)
    {
        int counter = 1;
        var task = new Task<int>(() => TaskMethod($"Task {counter}",counter));
        tasks.Add(task);
        task.Start();
    }

    while (tasks.Count > 0)
    {
        var completedTask = Task.WhenAny(tasks).Result;
        tasks.Remove(completedTask);
        WriteLine($"一个任务已经完成,结果为 {completedTask.Result}");
    }

    ReadLine();
}

static int TaskMethod(string name, int seconds)
{
    WriteLine($"任务运行在{CurrentThread.ManagedThreadId}上. 是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
    return 42 * seconds;
}

运行结果如下图所示。

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1.10 使用TaskScheduler配置职分履行

Task中,负责职分调度是TaskScheduler指标,FCL提供了多个派生自TaskScheduler的类型:线程池任务调度器(Thread
Pool Task Scheduler)
一道上下文义务调度器(Synchronization
Scheduler)
。暗中同意情况下具有应用程序都使用线程池职分调度器,然而在UI组件中,不使用线程池中的线程,幸免跨线程更新UI,须求选拔同步上下文职责调度器。能够经过执行TaskSchedulerFromCurrentSynchronizationContext()静态方法来博取对一起上下文任务调度器的引用。

以身作则程序如下所示,为了延时二头上下文职务调度器,大家此次利用WPF来创立项目。

MainWindow.xaml 代码如下所示。

<Window x:Class="Recipe9.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
        xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
        xmlns:local="clr-namespace:Recipe9"
        mc:Ignorable="d"
        Title="MainWindow" Height="450" Width="800">
    <Grid>
        <TextBlock Name="ContentTextBlock" HorizontalAlignment="Left" Margin="44,134,0,0" VerticalAlignment="Top" Width="425" Height="40"/>
        <Button Content="Sync" HorizontalAlignment="Left" Margin="45,190,0,0" VerticalAlignment="Top" Width="75" Click="ButtonSync_Click"/>
        <Button Content="Async" HorizontalAlignment="Left" Margin="165,190,0,0" VerticalAlignment="Top" Width="75" Click="ButtonAsync_Click"/>
        <Button Content="Async OK" HorizontalAlignment="Left" Margin="285,190,0,0" VerticalAlignment="Top" Width="75" Click="ButtonAsyncOK_Click"/>
    </Grid>
</Window>

MainWindow.xaml.cs 代码如下所示。

/// <summary>
/// MainWindow.xaml 的交互逻辑
/// </summary>
public partial class MainWindow : Window
{
    public MainWindow()
    {
        InitializeComponent();
    }

    // 同步执行 计算密集任务 导致UI线程阻塞
    private void ButtonSync_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
    {
        ContentTextBlock.Text = string.Empty;

        try
        {
            string result = TaskMethod().Result;
            ContentTextBlock.Text = result;
        }
        catch (Exception ex)
        {
            ContentTextBlock.Text = ex.InnerException.Message;
        }
    }

    // 异步的方式来执行 计算密集任务 UI线程不会阻塞 但是 不能跨线程更新UI 所以会有异常
    private void ButtonAsync_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
    {
        ContentTextBlock.Text = string.Empty;
        Mouse.OverrideCursor = Cursors.Wait;

        Task<string> task = TaskMethod();
        task.ContinueWith(t => {
            ContentTextBlock.Text = t.Exception.InnerException.Message;
            Mouse.OverrideCursor = null;
        }, CancellationToken.None, TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted, TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext());
    }

    // 通过 异步 和 FromCurrentSynchronizationContext方法 创建了线程同步的上下文  没有跨线程更新UI 
    private void ButtonAsyncOK_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
    {
        ContentTextBlock.Text = string.Empty;
        Mouse.OverrideCursor = Cursors.Wait;
        Task<string> task = TaskMethod(TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext());

        task.ContinueWith(t => Mouse.OverrideCursor = null,
            CancellationToken.None,
            TaskContinuationOptions.None,
            TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext());
    }

    Task<string> TaskMethod()
    {
        return TaskMethod(TaskScheduler.Default);
    }

    Task<string> TaskMethod(TaskScheduler scheduler)
    {
        Task delay = Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(5));

        return delay.ContinueWith(t =>
        {
            string str = $"任务运行在{CurrentThread.ManagedThreadId}上. 是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}";

            Console.WriteLine(str);

            ContentTextBlock.Text = str;
            return str;
        }, scheduler);
    }
}

运营结果如下所示,从左至右依次单击按钮,前多少个按钮将会引发那几个。
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切切实实音信如下所示。

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TPL能够看成线程池之上的又三个抽象层,其对程序员隐藏了与线程池交互的底层代码,并提供了更方便的细粒度的API。

参照书籍

正文首要参考了以下几本书,在此对那几个小编表示衷心的蒙恩被德,多谢您们为.Net的恢弘所做的进献!

  1. 《CLR via C#》
  2. 《C# in Depth Third Edition》
  3. 《Essential C# 6.0》
  4. 《Multithreading with C# Cookbook Second Edition》
  5. 《C#二十八线程编程实战》

源码下载点击链接
演示源码下载

TPL的骨干概念是职务。二个职分代表了2个异步操作,该操作能够动用各类主意运转,能够选择或不选择独立线程运转。

作者水平有限,要是不当欢迎各位批评指正!

本来想趁待业时期的时光读完《Multithreading with C# Cookbook Second
艾德ition》那本书,并且享受做的有关笔记;不过出于作者如今职业规划和人身原因,恐怕近年来都并卯时间来更新那几个种类,没办法完毕几天一更。请大家多多包涵!可是小编一定会将这些类别全体翻新达成的!多谢大家的帮助!

一个职责能够有各个主意和此外职分组合起来。例如,能够同时执行四个职分,等待全数职分成功,然后运维三个职责对前边全数的职务结果开始展览部分计算。TPL与事先的方式相比,个中二个第叁优势是其抱有用于组合任务的便利的API。

拍卖任务中的非凡结果也有四种措施。三个义务能够由各种职分组成,那几个职务也得以有各自的子职责,所以有2个AggregateException的概念。那种拾叁分能够捕获底层职分之中的保有尤其,并同意单独处理那么些尤其。

C#5.0中能够利用await和async关键词以平滑的,舒服的章程展开操作任务。

 

4.2 创设职分

创立任务有三种办法:

1.一向开立职分实例,通超过实际例方法Start方法来运维任务

2.用到静态方法Task.Run和Task.Factory.StartNew来创造任务,两者都不供给显示的调用start方法运维职分,差距在于前者是后世的一种急忙方式,后者能够运用附加的选项。

例:
1     class Program
2     {
3         static void Main(string[] args)
4         {
5             //第一种直接创建任务实例,需要用start方法来启动任务
6             var t1 = new Task(() => TaskMethod("Task 1"));
7             var t2 = new Task(() => TaskMethod("Task 2"));
8             t2.Start();
9             t1.Start();
10           //第二种通过Task.Factory.StartNew来创建任务
11           //这里Run方法只是Task.Factory.StartNew的一个快捷方式,Task.Factory.StartNew可以添加附加选项
12           Task.Run(() => TaskMethod("Task 3"));
13           Task.Factory.StartNew(() => TaskMethod("Task 4"));
14           //我们标记了该任务是长时间任务,结果该任务没有使用线程池,而是在单独的线程中运行
15           Task.Factory.StartNew(() => TaskMethod("Task 5"), TaskCreationOptions.LongRunning);
16           Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));
17         }
18 
19         static void TaskMethod(string name)
20         {
21             Console.WriteLine(
22                                 "Task {0} is running on a thread id {1}. Is thread pool thread: {2}",
23                                  name,
24                                 Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, 
25                                 Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);
26         }
27   }

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※由于并未对职分的时序做处理,所以一再进行每1遍都可能分化。

※Task5选择的是单身线程的方法来运作,然而依照运营该职务的近期的义务调度程序(task scheduler),运汇兑势大概会区别。

 

4.3应用职责履行基本的操作

首要介绍怎样从职分中获得结果。

1     class Program
2     {
3         static void Main(string[] args)
4         {
5              //启动主线程
6              TaskMethod("Main Thread Task");
7              //创建一个任务Task1,进行线程的同步
8              Task<int> task = CreateTask("Task 1");
9              task.Start();
10             //阻塞主线程,直到线程执行完成
11             int result = task.Result;
12             Console.WriteLine("Result is: {0}", result);
13 
14             //创建Taks2,使用RunSynchronously()方法进行同步
15             task = CreateTask("Task 2");
16             task.RunSynchronously();
17             result = task.Result;
18             Console.WriteLine("Result is: {0}", result);
19 
20             //创建Task3,此时不进行主线程的阻塞
21             task = CreateTask("Task 3");
22             Console.WriteLine(task.Status);
23             task.Start();
24 
25             //循环打印task的状态,直到任务完成
26             while (!task.IsCompleted)
27             {
28                 Console.WriteLine(task.Status);
29                 Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
30             } 
31             
32             Console.WriteLine(task.Status);
33             result = task.Result;
34             Console.WriteLine("Result is: {0}", result);
35         }
36 
37         //创建一个新任务
38         static Task<int> CreateTask(string name)
39         {
40             return new Task<int>(() => TaskMethod(name));
41         }
42 
43         //任务需要处理的方法
44         static int TaskMethod(string name)
45         {
46             Console.WriteLine("Task {0} is running on a thread id {1}. Is thread pool thread: {2}",
47             name, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);
48             Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
49             return 42;
50         }
51    }

执行结果:

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4.4 组合职责

此间作者会学习到怎么将任务进展整合,以及父子任务之间的推行。废话不说,有码

实例1:

1     class Program
2     {
3         static void Main(string[] args)
4         {
5             //打印主线程
6             TaskMethod("Main Task", 1);
7             //创建两个任务
8             var firstTask = new Task<int>(() => TaskMethod("First Task", 3));
9             var secondTask = new Task<int>(() => TaskMethod("Second Task", 2));
10 
11             //设置firstTask的后续操作
12             firstTask.ContinueWith(
13                 t => Console.WriteLine("The first answer is {0}. Thread id {1}, is thread pool thread: {2}",
14                     t.Result, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread),
15                 TaskContinuationOptions.OnlyOnRanToCompletion);
16 
17              //启动两个任务
18             firstTask.Start();
19             secondTask.Start();
20             //延时4秒,足够两个任务完成的时间※↓这句是关键
21             Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(4));
22 
23             //为secondTask设置一个后续操作,TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously尝试同步方式执行后续操作
24             Task continuation = secondTask.ContinueWith(
25                 t => Console.WriteLine("The second answer is {0}. Thread id {1}, is thread pool thread: {2}",
26                     t.Result, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread),
27                 TaskContinuationOptions.OnlyOnRanToCompletion | TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously);
28 
29             //为之前的后续操作也定义一个后续操作,这里使用了C#5.0的方法GetAwaiter().OnCompleted()
30             continuation.GetAwaiter().OnCompleted(
31                 () => Console.WriteLine("Continuation Task Completed! Thread id {0}, is thread pool thread: {1}",
32                     Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread));
33 
34             Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
35             Console.WriteLine();
36 
37             Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(10));
38         }
39 
40         static int TaskMethod(string name, int seconds)
41         {
42             Console.WriteLine("Task {0} is running on a thread id {1}. Is thread pool thread: {2}",
43                 name, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);
44             Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
45             return 42 * seconds;
46         }
47  }

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此地大家看看secondTask的持续操作没有利用到线程池,为何吗?

解释:由地点的代码我们来看,使用了TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously尝试同步情势执行后续操作,假设持续操作时间十分的短暂,使用方面包车型大巴章程相当有效用的,因为放置在主线程举行运作要比放置在线程池中运作要快,这为什么会并发那样的动静吗,正是地点标记的延时期码的进献,那段延时期码使得SecondTask后续操作正好获得了日前职分执行的结果。将来本身把  Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(4));注释掉再试一下,结果如下:

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备感如同饭馆打饭,五个人用餐,A帮B打饭。

首先种是:A打完饭后,发现B刚来,就直接把饭给了B,然后B直接吃了

其次种是:A打饭的时候,B正好也来了,于是三个人一道站队,A打完饭后再把饭给了B

 

例2:演示了弹指间父子职责之间的关系。

1 class Program
2     {
3         static void Main(string[] args)
4         {
5              //创建一个父任务
6              var firstTask = new Task<int>(() =>
7             {
8                 //创建一个子任务,使用TaskCreationOptions.AttachedToParent来标识
9                 var innerTask = Task.Factory.StartNew(
10                                         () => TaskMethod("Second Task", 5), 
11                                         TaskCreationOptions.AttachedToParent);
12               //创建一个子任务的后续操作,该后续操作也会影响父任务
13                innerTask.ContinueWith(
14                                         t => TaskMethod("Third Task", 2), 
15                                         TaskContinuationOptions.AttachedToParent);
16                 return TaskMethod("First Task", 2);
17             });
18 
19             //启动任务
20             firstTask.Start();
21 
22             //循环打印任务的状态
23             while (!firstTask.IsCompleted)
24             {
25                 Console.WriteLine(firstTask.Status);
26                 Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
27             }
28             Console.WriteLine(firstTask.Status);
29 
30             Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(10));
31         }
32 
33         static int TaskMethod(string name, int seconds)
34         {
35             Console.WriteLine("Task {0} is running on a thread id {1}. Is thread pool thread: {2}",
36                 name, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);
37             Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
38             return 42 * seconds;
39         }

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地点结果呈现,父职责必须等待全部的子职责实现才能一挥而就,不过看不出来他们是一同依旧异步执行的。因为从First Task和Sencod
Task它们之间的周转时序上也看不出来他们是父亲执行完了再实行的子职分,所以作者以为把父任务的时间调长一点,那回本身让父职务履行10s

修改:

   return TaskMethod(“First Task”, 2);  →   return TaskMethod(“First Task”,
10);

结果如下

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那回显得的都以firstTask的Running状态,所以应当能一定父子之间暗中认可情况下也是异步执行的。因为父职务必供给等子任务全停止才能到位。

 

 

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