C# TaskScheduler

这里记录下 TaskScheduler 的简单用法。

使用场景：

      使用 Task 的时候，大家知道用 TaskFactory.StartNew 可以用来创建一个 Task 。这里如果创建了 3 个，那么这3个 Task 就各自放飞直接运行了。

class Program
{
	private static TaskFactory _taskFactory;
	static void Main(string[] args)
	{
		_taskFactory = new TaskFactory();

		_taskFactory.StartNew(Func1);
		_taskFactory.StartNew(Func2);
		_taskFactory.StartNew(Func3);

		Console.ReadLine();
	}

	static void Func1()
	{
		Thread.Sleep(3000);
		Console.WriteLine("Func1");
	}
	static void Func2()
	{
		Thread.Sleep(2000);
		Console.WriteLine("Func2");
	}
	static void Func3()
	{
		Thread.Sleep(1000);
		Console.WriteLine("Func3");
	}
}

结果：

Func3

Func2

Func1

一般情况下没什么大问题，但如果这3个中的每个Task都非常耗CPU或者内存，而计算机又需要预留资源去干别的事情，这就要让3个Task不能同时执行。又或者确实要让某些Task先做，有些后做。这就需要我们自己能够决定Task执行顺序。

怎样达到这样的效果？

答案就是：TaskScheduler，它可以让已经创建好的 Task 去按照特殊的顺序来执行。

就拿上面的场景来举例：

为了节约系统资源，我要让这3个Task单独执行，有一个在执行，其它俩就不能执行。最简单的就是串行执行，这样只需要写一个类继承TaskScheduler：

public class MyTaskScheduler : TaskScheduler, IDisposable
{
	private static readonly object _mutex = new object();
	public readonly List _currentTasks = new List();
	private readonly ManualResetEvent[] _schedulerEvents = new ManualResetEvent[2];
	public override int MaximumConcurrencyLevel => 1;

	public MyTaskScheduler()
	{
		_schedulerEvents[0] = new ManualResetEvent(false);
		_schedulerEvents[1] = new ManualResetEvent(false);

		var executionThread = new Thread(ExecutionThread) { Name = "MyThread" };
		executionThread.SetApartmentState(ApartmentState.MTA);
		executionThread.IsBackground = true;
		executionThread.Priority = ThreadPriority.Normal;
		executionThread.Start(null);
	}

	public void Dispose()
	{
		_schedulerEvents[1].Set();
	}

	private void ExecutionThread(object args)
	{
		try
		{

			while (true)
			{
				if (!WaitIfEmpty())
				{
					break;
				}

				Task task;
				lock (_mutex)
				{
					task = _currentTasks[0];
				}

				try
				{
					TryExecuteTask(task);
				}
				catch (Exception)
				{
					throw;
				}
				finally
				{
					TryDequeue(task);
				}
			}
		}
		finally
		{
			//todo
		}
	}
	private bool WaitIfEmpty()
	{
		lock (_mutex)
		{
			if (_currentTasks.Count == 0)
			{
				//pause task
				_schedulerEvents[0].Reset();
			}
		}

		//wait any signal.
		int id = WaitHandle.WaitAny(_schedulerEvents);

		// id is item index of _schedulerEvents
		return id == 0;
	}

	protected override IEnumerable? GetScheduledTasks()
	{
		lock (_mutex)
		{
			return _currentTasks.ToArray();
		}
	}
	protected override void QueueTask(Task task)
	{
		lock (_mutex)
		{
			_currentTasks.Add(task);

			if (_currentTasks.Count > 0)
			{
				// Start task
				_schedulerEvents[0].Set();
			}
		}
	}
	protected sealed override bool TryDequeue(Task task)
	{
		lock (_mutex)
		{
			var res = _currentTasks.Remove(task);
			return res;
		}
	}
	protected override bool TryExecuteTaskInline(Task task, bool taskWasPreviouslyQueued)
	{
		return false;
	}
}

主函数中只要稍作修改：

static void Main(string[] args)
{
	var taskScheduler = new MyTaskScheduler();
	_taskFactory = new TaskFactory(taskScheduler);

	_taskFactory.StartNew(Func1);
	_taskFactory.StartNew(Func2);
	_taskFactory.StartNew(Func3);

	Console.ReadLine();
}

运行结果：

Func1

Func2

Func3

在MyTaskScheduler 中，我建了一个线程 executionThread，线程方法是一个while循环，一直在监听有没有新的Task过来，有多个Task过来，就按Task创建顺序执行，没有的话 while 就暂停在 waitany 处。

这样的场景，配合 ManualResetEvent 和Task的CancellationTokenSource 非常适合做 带有暂停和取消功能的任务列表。