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:
任务开始……
任务完成,完成时候的状态为:
IsCanceled
=
False IsCompleted
=
True IsFaulted
=
False
任务的返回值为:
3
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:
任务开始……
任务完成,完成时候的状态为:
IsCanceled
=
True IsCompleted
=
True IsFaulted
=
False
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:
任务开始……
任务完成,完成时候的状态为:
IsCanceled
=
False IsCompleted
=
True IsFaulted
=
True
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:
任务开始……
任务开始……
任务开始……
所有任务已完成(取消)!
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。
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