C#及WPF多线程定义和使用2(Task)

 系列1: https://blog.csdn.net/lvxingzhe3/article/details/121049576

系列2:C#及WPF多线程定义和使用2(Task)_lvxingzhe3的博客-CSDN博客

Task用的是线程池,线程池的线程数量的有上限的,这个可以通过ThreadPool修改,我们经常会用到task.run ,new task ,和task.factory.startnew方法来创建任务。

Task.Factory.StartNew(action)不是直接创建线程,创建的是任务,它有一个任务队列,然后通过任务调度器把任务分配到线程池中的空闲线程中,任务是不能被直接执行的,只有分配给线程才能被执行,如果任务的数量比线程池中的线程多,线程池的线程数量还没有到达上限,就会创建新线程执行任务。如果线程池的线程已到达上限,没有分配到线程的任务需要等待有线程空闲的时候才执行。

task 是新建一个异步任务,这个任务是分配到子线程中去的,跟我们之前的new thread,创建线程很相似,在子线程中,通过SynchronizationContext类进行上下文同步,实现子线程和主线程之间的通信。
 

Task的三种创建启动方法:

1.通过new方法创建,然后start启动
2.通过Task.Factory.StartNew创建(标记为长时间运行任务,则任务不会使用线程池,而在单独的线程中运行)
3.通过Task.Run创建

Task task1 = new Task(Method);
task1.Start();

Task task2 = Task.Run(Method);

Task task3 = Task.Factory.StartNew(Method);

 Task连续任务使用ContinueWith:

    Task task = new Task(() =>
    {
        int sum = 0;
        Console.WriteLine("使用Task执行异步操作.");
        for (int i = 0; i < 100; i++)
        {
            sum += i;
        }
        return sum;
    });
    //启动任务,并安排到当前任务队列线程中执行任务(System.Threading.Tasks.TaskScheduler)
    task.Start();
    Console.WriteLine("主线程执行其他处理");
    //任务完成时执行处理。
    Task cwt = task.ContinueWith(t =>
    {
        Console.WriteLine("任务完成后的执行结果:{0}", t.Result.ToString());
    });
    task.Wait();
    cwt.Wait();

Task阻塞与等待:
如果要等待任务完成可以使用Task.Wait方法,使用WaitAll方法等待所有任务完成。如果等待多个任务但是只需要任何一个任务完成就可以执行下一步,则可以使用WaitAny。

static void Main(string[] args)
{
     var t1 = Task.Run(() =>
     {
         Thread.Sleep(100);
         Console.WriteLine($"t1线程ID为{ Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
     });

     var t2 = Task.Run(() =>
     {
        Thread.Sleep(100);
        Console.WriteLine($"t2线程ID为{ Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
     });
    //t1.Wait();//等待t1先执行
    //Task.WaitAll(t1, t2);//等待t1,t2先执行
    //Task.WaitAny(t1, t2);//等待t1,t2任意一个执行完,执行下面语句
    var t3 = Task.Run(() =>
    {
        Console.WriteLine($"t3线程ID为{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
        Console.WriteLine("t3 start....");
        Thread.Sleep(2000);
        Console.WriteLine("t3 end....");
     });
     Console.WriteLine("main start....");
     Thread.Sleep(1000);
     Console.WriteLine("main end....");
     Console.ReadLine();
}

Task WhenAll和WhenAny:

var task1 = new Task(() => TaskMethod("First Task", 1));
var task2 = new Task(() => TaskMethod("Second Task", 2));
var whenAllTask = Task.WhenAll(task1, task2);
whenAllTask.ContinueWith(t =>Console.WriteLine("The first answer is {0}, the second is {1}", t.Result[0], t.Result[1]),
TaskContinuationOptions.OnlyOnRanToCompletion
);
task1.Start();
task2.Start();

Task的取消以及取消回调方法:
CancellationTokenSource的功能不仅仅是取消任务执行,我们可以使用 source.CancelAfter(5000)实现5秒后自动取消任务,也可以通过 source.Token.Register(Action action)注册取消任务触发的回调函数,即任务被取消时注册的action会被执行。

static void Main(string[] args)
{
        CancellationTokenSource source = new CancellationTokenSource();
        //注册任务取消的事件
        source.Token.Register(() =>
        {
            Console.WriteLine("任务被取消后执行xx操作!");
        });

        int index = 0;
        //开启一个task执行任务
        Task task1 = new Task(() =>
        {
            while (!source.IsCancellationRequested)
            {
                Thread.Sleep(1000);
                Console.WriteLine($"第{++index}次执行,线程运行中...");
            }
        });
        task1.Start();
        //延时取消,效果等同于Thread.Sleep(5000);source.Cancel();
        source.CancelAfter(5000);
        Console.ReadKey();
}

Task线程暂停与继续:

CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();
CancellationToken token = tokenSource.Token;
ManualResetEvent resetEvent = new ManualResetEvent(true);
Task task = new Task(async () => {
    while (true) {  
        if (token.IsCancellationRequested) {
            return;
        }     
        // 初始化为true时执行WaitOne不阻塞
        resetEvent.WaitOne();
        // Doing something.......        
        // 模拟等待100ms
        await Task.Delay(100);
    }
 
}, token);
//暂停线程
resetEvent.Reset();
//继续线程
resetEvent.Set();

Task任务的状态和返回值(Task会阻塞任务直到任务返回):

var t1 = Task.Run(() =>
{
   Thread.Sleep(100);
   Console.WriteLine($"t1线程ID为{ Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
   return "t1 return";
});
Console.WriteLine($"t1 return value {t1.Result}");

判断Task超时的方法:(用Task.Delay(ElapsedMilliseconds, _cancellationTokenSource.Token);而不用Task.Delay(ElapsedMilliseconds); 因为后者会卡住task固定的时常,但是用前者可以随时取消)

/// 
/// Gets another task which that the given task  can be awaited with a .
/// 
/// The task to be awaited.
/// The number of milliseconds to wait.
/// 
/// true:if the task completed execution within the allotted time; otherwise false 
/// 
public static async Task GetTaskWithTimeout(this Task self, int timeout)
{
    var timeoutTask = Task.Delay(timeout);
    var finishedTask = await Task.WhenAny(self, timeoutTask);
    return ReferenceEquals(finishedTask, self);
}

Task异步方法(async/await):(微软建议异步方法的命名是在方法名后添加Async后缀,用async来修饰一个方法,表明这个方法是异步的,声明的方法的返回类型必须为:void或Task或Task。方法内部必须含有await修饰的方法,如果方法内部没有await关键字修饰的表达式,哪怕函数被async修饰也只能算作同步方法,执行的时候也是同步执行的。如果是被修饰对象的前面用await修饰,那么返回值实际上是void或者TResult,如果没有await,返回值就是Task或者Task。)

 class Program
 {
        static void Main(string[] args)
        {
            string content = GetContentAsync(Environment.CurrentDirectory + @"/test.txt").Result;
            //调用同步方法
            //string content = GetContent(Environment.CurrentDirectory + @"/test.txt");
            Console.WriteLine(content);
            Console.ReadKey();
        }
        //异步读取文件内容
        async static Task GetContentAsync(string filename)
        {
            
            FileStream fs = new FileStream(filename, FileMode.Open);
            var bytes = new byte[fs.Length];
            //ReadAync方法异步读取内容,不阻塞线程
            Console.WriteLine("开始读取文件");
            int len = await fs.ReadAsync(bytes, 0, bytes.Length);
            string result = Encoding.UTF8.GetString(bytes);
            return result;
        }
        //同步读取文件内容
        static string GetContent(string filename)
        {
            FileStream fs = new FileStream(filename, FileMode.Open);
            var bytes = new byte[fs.Length];
            //Read方法同步读取内容,阻塞线程
            int len =  fs.Read(bytes, 0, bytes.Length);
            string result = Encoding.UTF8.GetString(bytes);
            return result;
        }
    }

Task子任务:

class Program
{
        public static void Main()
        {
            Task parent = new Task(state =>
            {
                Console.WriteLine(state);
                string[] result = new string[2];
                //创建并启动子任务
                new Task(() => { result[0] = "我是子任务1。"; }, TaskCreationOptions.AttachedToParent).Start();
                new Task(() => { result[1] = "我是子任务2。"; }, TaskCreationOptions.AttachedToParent).Start();
                return result;
            }, "我是父任务,并在我的处理过程中创建多个子任务,所有子任务完成以后我才会结束执行。");
            //任务处理完成后执行的操作
            parent.ContinueWith(t =>
            {
                Array.ForEach(t.Result, r => Console.WriteLine(r));
            });
            //启动父任务
            parent.Start();
            //等待任务结束 Wait只能等待父线程结束,没办法等到父线程的ContinueWith结束
            //parent.Wait();
            Console.ReadLine();

        }
}

Task异常处理:Task是多线程的,一个线程发生异常不会影响其他线程执行。

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:
ThreadPool不支持线程的取消、完成、失败通知等交互性操作;
ThreadPool不支持线程执行的先后次序;

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C# Task详解 - 五维思考 - 博客园

C# Task和async/await详解_btfireknight的博客-CSDN博客_async await task

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