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.NET4并行編程入門之Task基礎(chǔ)

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[[11656]]

本篇文章的議題如下：

1.Task基礎(chǔ)介紹

2.Task的創(chuàng)建

3.獲取Task的執(zhí)行結(jié)果

4. 補(bǔ)充細(xì)節(jié)

1.Task基礎(chǔ)介紹

首先我們還是來看看一段簡(jiǎn)單的代碼：

這里展示的只是一段簡(jiǎn)單的代碼，不能顯示出并行編程的特點(diǎn)。但是我們還是從最基本的開始看，慢慢進(jìn)入深一點(diǎn)的話題。

如果你曾經(jīng)用過.NET 中的多線程編程，比較一下，就會(huì)發(fā)現(xiàn)：這段代碼雖然在底層還是使用了多線程，但是寫法上卻簡(jiǎn)化了很多，一行代碼就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)并行編程。

下面我們就從Task類開始談。

Task類是Task Programming Library(TPL)中最核心的一個(gè)類，下面我將會(huì)像大家展示如何使用一些方法來創(chuàng)建不同類型的Task，

取消Task，等待Task執(zhí)行完成，獲取Task執(zhí)行后的結(jié)果和對(duì)異常進(jìn)行處理。

在開始討論之前，我們首先快速的看看之前的代碼：

這個(gè)命名空間將會(huì)是我們之后在講述并行編程經(jīng)常使用的一個(gè)。這個(gè)空間包含了很多與并行編程有關(guān)的類。

還有一個(gè)要你使用的命名空間是：System.Threading,大家對(duì)這個(gè)應(yīng)該比較熟悉了，之前的多線程編程常常使用到，這個(gè)空間下包含了一些在并行編程中用來協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的一些類。

上面代碼中，最主要的代碼如下：

 
 
 
    
  
  
  
  1.   Task.Factory.StartNew(() =>  
    2.   
  
  
  2. {  
    3.   
  
  
  3. Console.WriteLine("Hello World");  
    4.   
  
  
  4. }); 
    5.

我們用靜態(tài)方法：Task.Factory.StartNew()來創(chuàng)建了一個(gè)最簡(jiǎn)單的Task--在屏幕上打印一句話。這段代碼確實(shí)簡(jiǎn)單，而且都沒有任何輸入和需要返回的結(jié)果。

下面我們就正式進(jìn)入議題：

2.Task的創(chuàng)建

如果只是創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的Task，我們只要為該Task提供一個(gè)執(zhí)行體就行了，執(zhí)行體可以是一個(gè)委托delegate或者action。我們之前展示的那段代碼就是采用了lambda表達(dá)式來作為Task的執(zhí)行體。

2.1 創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的Task

為了執(zhí)行一個(gè)簡(jiǎn)單的Task，一般進(jìn)行以下步驟：

首先，要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)Task類的實(shí)例，

然后，傳入一個(gè)System.Action委托，這個(gè)委托中的方法就是這個(gè)Task運(yùn)行時(shí)你要執(zhí)行的方法，而且這個(gè)委托必須作為Task構(gòu)造函數(shù)的一個(gè)參數(shù)傳入。我們?cè)趥魅胛凶鳛閰?shù)的時(shí)候有多種方式：傳入匿名委托，

Lambda表達(dá)式或者一個(gè)顯示什么方法的委托。

***，調(diào)用Task實(shí)例的Start()方法來運(yùn)行。

當(dāng)這個(gè)Task實(shí)例開始運(yùn)行的時(shí)候，它就被傳給了內(nèi)部的一個(gè)task scheduler，這個(gè)scheduler負(fù)責(zé)把我們創(chuàng)建的task交給底下的線程去執(zhí)行。

下面就看看代碼：

代碼

 
 
 
    
  
  
  
  1. using System;  
    2.   
  
  
  2. using System.Threading.Tasks;  
    3.   
  
  
  3. namespace Listing_02  
    4.   
  
  
  4. {  
    5.   
  
  
  5. class Listing_02  
    6.   
  
  
  6. {  
    7.   
  
  
  7. static void Main(string[] args)  
    8.   
  
  
  8. {  
    9.   
  
  
  9.  
    10.   
  
  
  10. // use an Action delegate and a named method  
    11.   
  
  
  11. Task task1 = new Task(new Action(printMessage));  
    12.   
  
  
  12. // use a anonymous delegate  
    13.   
  
  
  13. Task task2 = new Task(delegate 
    14.   
  
  
  14. {  
    15.   
  
  
  15. printMessage();  
    16.   
  
  
  16. });  
    17.   
  
  
  17.  
    18.   
  
  
  18. // use a lambda expression and a named method  
    19.   
  
  
  19. Task task3 = new Task(() => printMessage());  
    20.   
  
  
  20. // use a lambda expression and an anonymous method  
    21.   
  
  
  21. Task task4 = new Task(() =>  
    22.   
  
  
  22. {  
    23.   
  
  
  23. printMessage();  
    24.   
  
  
  24. });  
    25.   
  
  
  25.  
    26.   
  
  
  26. task1.Start();  
    27.   
  
  
  27. task2.Start();  
    28.   
  
  
  28. task3.Start();  
    29.   
  
  
  29. task4.Start();  
    30.   
  
  
  30. // wait for input before exiting  
    31.   
  
  
  31. Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");  
    32.   
  
  
  32. Console.ReadLine();  
    33.   
  
  
  33. }  
    34.   
  
  
  34.  
    35.   
  
  
  35. static void printMessage()  
    36.   
  
  
  36. {  
    37.   
  
  
  37. Console.WriteLine("Hello World");  
    38.   
  
  
  38. }}} 
    39.

不知道大家注意到了沒有，上面代碼創(chuàng)建Task的方法和我們之前的***段代碼的創(chuàng)建Task的方法不同。在之前我們采用的是Task.Factory.StartNew()方法來創(chuàng)建的，這個(gè)方法創(chuàng)建Task并且開始運(yùn)行Task，其實(shí)兩端代碼的結(jié)果是一樣的，這里給出一點(diǎn)建議：如果這是想簡(jiǎn)單的創(chuàng)建一個(gè)Task，那么使用Factory.NewStart()來創(chuàng)建，很簡(jiǎn)便，如果像對(duì)所創(chuàng)建的Task附加更多的定制和設(shè)置特定的屬性，那么還是得一步一步的按照我們說的那些步驟來。(詳細(xì)的我們后續(xù)會(huì)介紹的)

2.1 為創(chuàng)建的Task傳入?yún)?shù)　　

　　

我們之前提過，在創(chuàng)建Task的時(shí)候，我們?cè)跇?gòu)造函數(shù)中傳入了一個(gè)System.Action的委托，如果我們想要把一些參數(shù)傳入到Task中，那么我 們可以傳入System.Action的委托，其中的那個(gè)object就是我們傳入的參數(shù)。還是給大家舉個(gè)例子：

代碼

 
 
 
    
  
  
  
  1. using System;  
    2.   
  
  
  2. using System.Threading.Tasks;  
    3.   
  
  
  3. namespace Listing_04  
    4.   
  
  
  4. {  
    5.   
  
  
  5. class Listing_04  
    6.   
  
  
  6. {  
    7.   
  
  
  7. static void Main(string[] args)  
    8.   
  
  
  8. {  
    9.   
  
  
  9. string[] messages = { "First task", "Second task",  
    10.   
  
  
  10. "Third task", "Fourth task" };  
    11.   
  
  
  11. foreach (string msg in messages)  
    12.   
  
  
  12. {  
    13.   
  
  
  13. Task myTask = new Task(obj => printMessage((string)obj), msg);  
    14.   
  
  
  14. myTask.Start();  
    15.   
  
  
  15. }  
    16.   
  
  
  16. // wait for input before exiting  
    17.   
  
  
  17. Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");  
    18.   
  
  
  18. Console.ReadLine();  
    19.   
  
  
  19. }  
    20.   
  
  
  20.  
    21.   
  
  
  21. static void printMessage(string message)  
    22.   
  
  
  22. {  
    23.   
  
  
  23. Console.WriteLine("Message: {0}", message);  
    24.   
  
  
  24. }}} 
    25.

注意：我們?cè)趥魅雲(yún)?shù)后，必須把參數(shù)轉(zhuǎn)換為它們?cè)瓉淼念愋?，然后再去調(diào)用相應(yīng)的方法。例子中，因?yàn)镾ystem.Action對(duì)應(yīng)的方法是printMessage()方法，而這個(gè)方法的要求的參數(shù)類型是string，所以要轉(zhuǎn)換為string。

想向Task傳入?yún)⑺?，只能用System.Action

3.獲取Task的執(zhí)行結(jié)果

如果要獲取Task的結(jié)果，那么在創(chuàng)建Task的時(shí)候，就要采用Task來實(shí)例化一個(gè)Task，其中的那個(gè)T就是task執(zhí)行完成之后返回結(jié)果的類型。之后采用Task實(shí)例的Result屬性就可以獲取結(jié)果。

代碼顯示如下：

代碼

 
 
 
    
  
  
  
  1.  static void Main(string[] args)  
    2.   
  
  
  2. {  
    3.   
  
  
  3. // create the task  
    4.   
  
  
  4. Task task1 = new Task(() =>  
    5.   
  
  
  5. {  
    6.   
  
  
  6. int sum = 0;  
    7.   
  
  
  7. for (int i = 0; i < 100; i++)  
    8.   
  
  
  8. {  
    9.   
  
  
  9. sum += i;  
    10.   
  
  
  10. }  
    11.   
  
  
  11. return sum;  
    12.   
  
  
  12. });  
    13.   
  
  
  13.  
    14.   
  
  
  14. task1.Start();  
    15.   
  
  
  15. // write out the result  
    16.   
  
  
  16. Console.WriteLine("Result 1: {0}", task1.Result);  
    17.   
  
  
  17.  
    18.   
  
  
  18. Console.ReadLine();  
    19.   
  
  
  19. } 
    20.

只有在task執(zhí)行完成之后，才能獲取到Result的值。

下面的代碼展示了如何通過Task.Factory.StartNew()創(chuàng)建一個(gè)Task，并且獲取結(jié)果：

代碼

 
 
 
    
  
  
  
  1. static void Main(string[] args)  
    2.   
  
  
  2. {  
    3.   
  
  
  3. // create the task  
    4.   
  
  
  4. Task task1 = Task.Factory.StartNew(() =>  
    5.   
  
  
  5. {  
    6.   
  
  
  6. int sum = 0;  
    7.   
  
  
  7. for (int i = 0; i < 100; i++)  
    8.   
  
  
  8. {  
    9.   
  
  
  9. sum += i;  
    10.   
  
  
  10. }  
    11.   
  
  
  11. return sum;  
    12.   
  
  
  12. });  
    13.   
  
  
  13.  
    14.   
  
  
  14. // write out the result  
    15.   
  
  
  15. Console.WriteLine("Result 1: {0}", task1.Result);  
    16.   
  
  
  16. Console.ReadLine();  
    17.   
  
  
  17. } 
    18.

4. 補(bǔ)充細(xì)節(jié)  

在創(chuàng)建Task的時(shí)候，Task有很多的構(gòu)造函數(shù)的重載，一個(gè)主要的重載就是傳入TaskCreateOptions的枚舉：

TaskCreateOptions.None:用默認(rèn)的方式創(chuàng)建一個(gè)Task

TaskCreateOptions.PreferFairness:請(qǐng)求scheduler盡量公平的執(zhí)行Task(后續(xù)文章會(huì)將是，Task和線程一樣，有優(yōu)先級(jí)的)

TaskCreateOptions.LongRunning:聲明Task將會(huì)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行。

TaskCreateOptions.AttachToParent:因?yàn)門ask是可以嵌套的，所以這個(gè)枚舉就是把一個(gè)子task附加到一個(gè)父task中。

***要提到的一點(diǎn)就是，我們可以在Task的執(zhí)行體中用Task.CurrentId來返回Task的唯一表示ID(int)。如果在Task執(zhí)行體外使用這個(gè)屬性就會(huì)得到null。

(熟悉WF的朋友，可以比較Task和WF的一些區(qū)別，因?yàn)槲艺J(rèn)為它們的設(shè)計(jì)思想很相近)


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