在C#中使用Task类解决线程的等待问题

前言

在任何的编程语言中，面对耗时任务时，我们都会有这样的需求：让任务执行一定时间，主任务进行等待，如果到时仍然完成不了，那么就不再等待。比如一个常见的应用就是连接远程数据库，如果由于网络问题连接不上，那么只等待指定时间如3秒，然后就不再等待。这样的代码如果自己写类来实现的话并不困难，然而实际上C#已经内置了Task类用于解决此问题。

Task类

Task是C#中专门用于接收任务的类，通过构造函数接收任务，使用start()方法启动。当任务启动以后，可以使用Task.WaitAll(Task[] tasks, int timeout) 等待所有任务完成后或时间到 timeout ms后再继续。
注：由于Task的构造函数接受的是Action委托，所以是没有返回值的。

示例

在本示例中，我们启动了一个简单的任务t1，会暂时2秒然后输出字符串“Hello”，然后主线程等待3000毫秒，代码如下所示：

void Test1()
{
	//定义一个任务，等待2秒后输出Hello 
	var t1 = new Task(() => {
		Thread.Sleep(2000);
		Console.WriteLine("Hello");
	});  
 
 	// 以多线程方式启动任务，t1和当前线程是两个线程
	t1.Start(); 
	Console.WriteLine("t1 started.");

	//等待所有任务结束(这里只有t1)，程序会卡在这里。等待的时间为 3000 毫秒
	Console.WriteLine("waiting...");
	Task.WaitAll(new Task[] { t1 }, 3000);  
	Console.WriteLine("stop waiting.")

	// 判断t1任务是否完成
	if (!t1.IsCompleted)
		Console.WriteLine("Running...");
	Console.WriteLine("Task done.");
}			

void print(string msg)
{
	Console.WriteLine($"{DateTime.Now:HH:mm:ss.ffff} {msg}");
}

程序运行后输出以下结果：

14:51:54.2233 t1 started.
14:51:54.2457 waiting...
14:51:56.2456 Hello
14:51:56.2456 stop waiting.
14:51:56.2456 Task done.

可以看到，程序在等待后约2000毫秒，任务t1执行完成，输出 Hello，但是由于我们设置的等待时间是3000毫秒，所以主线程仍然在等待中。在经过了约3000毫秒后，程序停止等待，继续执行。在继续执行时，由于t1已经执行完成，所以没有输出继续执行的相关信息。

下面我们将上面的等待时间由3000毫秒改为1000毫秒，那么在执行以后结果如下所示：

14:48:36.9624 t1 started.
14:48:36.9848 waiting...
14:48:37.9755 stop waiting.
14:48:37.9755 t1 still running...
14:48:37.9755 Task done.
14:48:38.9860 Hello

由以上结果可见，程序在等待了约1000毫秒后，由于等待时间已经到了，就继续向前执行，此时 t1 并没有执行完成，所以会输出 “t1 still running…”。等主线程执行完以后，t1 最终执行完成，输出了Hello。

小结

由以上示例可见，Task能够很方便的启动一个任务，主线程也可以决定等待时间。不过这里还有三点需要注意一下：
1）Task没有返回值；
2）主线程不能中止Task；
3）计时精度不高，有一定的误差。
基于以上问题，我们可以知道Task类合适用在一些对控制和计时精度要求不高的场合。