C# 多任务之 Task

Task 是什么？

Task 是一个类，它表示一个操作不返回一个值，通常以异步方式执行。

Task 对象是一个的中心思想基于任务的异步模式首次引入.NET Framework 4 中。

System.Object
System.Threading.Tasks.Task
System.Threading.Tasks.Task<TResult>

因为由执行工作 Task 对象通常以异步方式执行在线程池线程上而不是以同步方式在主应用程序线程，您可以使用 Status 属性，以及 IsCanceled, ，IsCompleted, ，和 IsFaulted 属性，以确定任务的状态。大多数情况下，lambda 表达式用于指定的任务是执行的工作。

Task 怎么用？

创建和执行任务

Task 可以多种方式创建实例。最常用的方法，它位于开头 .NET Framework 4.5, ，是调用静态 Run 方法。 Run 方法提供了简单的方法来启动任务使用默认值，并且无需额外的参数。下面的示例使用 Run(Action) 方法来启动循环，然后显示循环迭代数的任务︰

using System;

using System.Threading.Tasks;

public class Example

{

   public static void Main()

   {

      Task t = Task.Run( () => {

                                  // Just loop.

                                  int ctr = 0;

                                  for (ctr = 0; ctr <= 1000000; ctr++)

                                  {}

                                  Console.WriteLine("Finished {0} loop iterations",

                                                    ctr);

                               } );

      t.Wait();

   }

}

using System;

using System.Threading.Tasks;

public class Example

{

   public static void Main()

   {

      Task t = Task.Factory.StartNew( () => {

                                  // Just loop.

                                  int ctr = 0;

                                  for (ctr = 0; ctr <= 1000000; ctr++)

                                  {}

                                  Console.WriteLine("Finished {0} loop iterations",

                                                    ctr);

                               } );

      t.Wait();

   }

}

等待一个或多个任务完成

因为任务通常运行以异步方式在线程池线程上，创建并启动任务的线程将继续执行，一旦该任务已实例化。在某些情况下，当调用线程的主应用程序线程，该应用程序可能会终止之前任何任务实际开始执行。其他情况下，应用程序的逻辑可能需要调用线程继续执行，仅当一个或多个任务执行完毕。您可以同步调用线程的执行，以及异步任务它启动通过调用 Wait 方法来等待要完成的一个或多个任务。

若要等待完成一项任务，可以调用其 Task.Wait 方法。调用 Wait 方法将一直阻塞调用线程直到单一类实例都已完成执行。

下面的示例调用无参数 Wait() 方法，以无条件地等待，直到任务完成。该任务通过调用来模拟工作 Thread.Sleep 方法进入睡眠状态两秒钟。

using System;

using System.Threading;

using System.Threading.Tasks;

class Program

{

    static Random rand = new Random();

    static void Main()

    {

        // Wait on a single task with no timeout specified.

        Task taskA = Task.Run( () => Thread.Sleep(2000));

        Console.WriteLine("taskA Status: {0}", taskA.Status);

        try {

          taskA.Wait();

          Console.WriteLine("taskA Status: {0}", taskA.Status);

       }

       catch (AggregateException) {

          Console.WriteLine("Exception in taskA.");

       }

    }

}

您可以有条件地等待任务完成。 Wait(Int32) 和 Wait(TimeSpan) 方法阻止调用线程，直到任务完成或超时间隔结束，具体取决于第一个。由于下面的示例将启动一个任务，它在睡眠两秒钟，但定义的一秒的超时值，调用线程受到阻止，直到超时到期和之前的任务已完成执行。

using System;

using System.Threading;

using System.Threading.Tasks;

public class Example

{

   public static void Main()

   {

      // Wait on a single task with a timeout specified.

      Task taskA = Task.Run( () => Thread.Sleep(2000));

      try {

        taskA.Wait(1000);       // Wait for 1 second.

        bool completed = taskA.IsCompleted;

        Console.WriteLine("Task A completed: {0}, Status: {1}",

                         completed, taskA.Status);

        if (! completed)

           Console.WriteLine("Timed out before task A completed.");

       }

       catch (AggregateException) {

          Console.WriteLine("Exception in taskA.");

       }

   }

}

你也可以通过调用提供一个取消标记 Wait(CancellationToken) 和 Wait(Int32, CancellationToken) 方法。如果该令牌的 IsCancellationRequested 属性是 true, ，取消等待; 如果它变为 true 时 Wait 方法终止。

在某些情况下，您可能想要等待的执行的任务的一系列的第一个完成，但不是任务它的关注。出于此目的，您可以调用的重载之一 Task.WaitAll 方法。下面的示例创建三个任务，其中每个休眠的随机数字生成器确定时间间隔。 WaitAny(Task[]) 方法等待第一个任务完成。此示例随后显示所有三个任务的状态的信息。

using System;

using System.Threading;

using System.Threading.Tasks;

public class Example

{

   public static void Main()

   {

      var tasks = new Task[3];

      var rnd = new Random();

      for (int ctr = 0; ctr <= 2; ctr++)

         tasks[ctr] = Task.Run( () => Thread.Sleep(rnd.Next(500, 3000)));

      try {s

         int index = Task.WaitAny(tasks);

         Console.WriteLine("Task #{0} completed first.\n", tasks[index].Id);

         Console.WriteLine("Status of all tasks:");

         foreach (var t in tasks)

            Console.WriteLine("   Task #{0}: {1}", t.Id, t.Status);

      }

      catch (AggregateException) {

         Console.WriteLine("An exception occurred.");

      }

   }

}

您也可以等待所有任务的调用以完成一系列 WaitAll 方法。下面的示例创建十个任务，等待所有十若要完成，然后显示其状态。

using System;

using System.Threading;

using System.Threading.Tasks;

public class Example

{

   public static void Main()

   {

      // Wait for all tasks to complete.

      Task[] tasks = new Task[10];

      for (int i = 0; i < 10; i++)

      {

          tasks[i] = Task.Run(() => Thread.Sleep(2000));

      }

      try {

         Task.WaitAll(tasks);

      }

      catch (AggregateException ae) {

         Console.WriteLine("One or more exceptions occurred: ");

         foreach (var ex in ae.Flatten().InnerExceptions)

            Console.WriteLine("   {0}", ex.Message);

      }   

      Console.WriteLine("Status of completed tasks:");

      foreach (var t in tasks)

         Console.WriteLine("   Task #{0}: {1}", t.Id, t.Status);

   }

}

请注意，等待一个或多个任务完成时，则在正在运行的任务引发的任何异常传播调用的线程上 Wait 方法，如以下示例所示。它将启动其中三个正常完成的 12 任务和三个哪些引发的异常。剩余的六项任务，三个早于开始日期，将被取消，而三个将被取消时执行它们。引发异常 WaitAll 方法调用，并且是处理 try/catch 块。

using System;

using System.Threading;

using System.Threading.Tasks;

public class Example

{

   public static void Main()

   {

      // Create a cancellation token and cancel it.

      var source1 = new CancellationTokenSource();

      var token1 = source1.Token;

      source1.Cancel();

      // Create a cancellation token for later cancellation.

      var source2 = new CancellationTokenSource();

      var token2 = source2.Token;

      // Create a series of tasks that will complete, be cancelled,

      // timeout, or throw an exception.

      Task[] tasks = new Task[12];

      for (int i = 0; i < 12; i++)

      {

          switch (i % 4)

          {

             // Task should run to completion.

             case 0:

                tasks[i] = Task.Run(() => Thread.Sleep(2000));

                break;

             // Task should be set to canceled state.

             case 1:

                tasks[i] = Task.Run( () => Thread.Sleep(2000),

                         token1);

                break;

             case 2:

                // Task should throw an exception.

                tasks[i] = Task.Run( () => { throw new NotSupportedException(); } );

                break;

             case 3:

                // Task should examine cancellation token.

                tasks[i] = Task.Run( () => { Thread.Sleep(2000);

                                             if (token2.IsCancellationRequested)

                                                token2.ThrowIfCancellationRequested();

                                             Thread.Sleep(500); }, token2);

                break;

          }

      }

      Thread.Sleep(250);

      source2.Cancel();

      try {

         Task.WaitAll(tasks);

      }

      catch (AggregateException ae) {

          Console.WriteLine("One or more exceptions occurred:");

          foreach (var ex in ae.InnerExceptions)

             Console.WriteLine("   {0}: {1}", ex.GetType().Name, ex.Message);

       }   

      Console.WriteLine("\nStatus of tasks:");

      foreach (var t in tasks) {

         Console.WriteLine("   Task #{0}: {1}", t.Id, t.Status);

         if (t.Exception != null) {

            foreach (var ex in t.Exception.InnerExceptions)

               Console.WriteLine("      {0}: {1}", ex.GetType().Name,

                                 ex.Message);

         }

      }

   }

}

四: 并行迭代 Task.Parallel

API 会判定同时执行多少个线程效率最高。效率由一个爬山算法来决定。

一个parallel并行的例子