///Task簡單使用///privatevoidDemo1(){inti=0;Randomr=newRandom(DateTime.Now.Seco" />

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4.0中的并行計算和多線程詳解(二)

系統 1761 0

多線程部分

多線程在4.0中被簡化了很多，僅僅只需要用到System.Threading.Tasks.::.Task類，下面就來詳細介紹下Task類的使用。

一、簡單使用

開啟一個線程，執行循環方法，返回結果。開始線程為Start()，等待線程結束為Wait()。

Code
  1. ??????? /// <summary>
  2. ??????? /// Task簡單使用
  3. ??????? /// </summary>
  4. ??????? private void Demo1()
  5. ??????? {
  6. ??????????? int i = 0;
  7. ??????????? Random r = new Random ( DateTime .Now.Second);
  8. ??????????? Task t = new Task (() =>
  9. ??????????? {
  10. ??????????????? for ( int v = 0; v < 100; v++)
  11. ??????????????????? i += r.Next(100);
  12. ??????????? });
  14. ??????????? t.Start();
  15. ??????????? t.Wait();
  17. ??????????? Console .WriteLine( "這是執行Task1后等待完成：" + i.ToString());
  18. ??????????? Console .ReadLine();
  19. ??????? }

比以前使用Thread方便多了吧。

上面的例子是使用外部的變量獲得結果，下面的例子是用Task<T>直接返回結果，當調用Result屬性時，會自動等待線程結束，等同調用了Wait()。代碼如下：

Code
  1. ??????? /// <summary>
  2. ??????? /// Task帶返回值
  3. ??????? /// </summary>
  4. ??????? private void Demo2()
  5. ??????? {
  6. ??????????? Random r = new Random ( DateTime .Now.Second);
  7. ??????????? Task < int > t = new Task < int >(() =>
  8. ??????????? {
  9. ??????????????? int i = 0;
  10. ??????????????? for ( int v = 0; v < 100; v++)
  11. ??????????????????? i += r.Next(100);
  12. ??????????????? return i;
  13. ??????????? });
  15. ??????????? t.Start();
  17. ??????????? Console .WriteLine( "這是執行Task1獲取返回值：" + t.Result.ToString());
  18. ??????????? Console .ReadLine();
  19. ??????? }

總結1：Task的使用比Thread簡單很多，減少了同步，等待等等問題，唯一的遺憾是不支持Thread的IsBackground。

結論1：如果不需要使用IsBackground，那么盡情的使用Task吧。

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?

二、線程執行完畢后調用另一個線程

也就是兩個線程，有序的執行，這里使用ContinueWith()，

t執行完畢后再執行一個task方法，不多說了代碼如下：

Code
  1. ??????? /// <summary>
  2. ??????? /// Task 執行完畢后調用另一個Task
  3. ??????? /// </summary>
  4. ??????? private void Demo3()
  5. ??????? {
  6. ??????????? Random r = new Random ( DateTime .Now.Second);
  7. ??????????? Task < int > t = new Task < int >(() =>
  8. ??????????? {
  9. ??????????????? int i = 0;
  10. ??????????????? for ( int v = 0; v < 100; v++)
  11. ??????????????????? i += r.Next(100);
  12. ??????????????? return i;
  13. ??????????? });
  15. ??????????? t.ContinueWith(( Task < int > task) =>
  16. ??????????? {
  17. ??????????????? Console .WriteLine( "這是執行完畢Task1后繼續調用Task2：" + task.Result.ToString());
  18. ??????????? });
  20. ??????????? t.Start();
  21. ??????????? Console .ReadLine();
  22. ??????? }

也可以直接鏈式的寫下去，代碼如下：

Code
  1. ??????? /// <summary>
  2. ??????? /// Task 執行完畢后調用另一個Task(鏈式寫法)
  3. ??????? /// </summary>
  4. ??????? private void Demo4()
  5. ??????? {
  6. ??????????? Random r = new Random ( DateTime .Now.Second);
  7. ??????????? Task < int > t = new Task < int >(() =>
  8. ??????????? {
  9. ??????????????? int i = 0;
  10. ??????????????? for ( int v = 0; v < 100; v++)
  11. ??????????????????? i += r.Next(100);
  12. ??????????????? return i;
  13. ??????????? });
  15. ??????????? Task t2 = t.ContinueWith(( Task < int > task) =>
  16. ??????????? {
  17. ??????????????? Console .WriteLine(task.Result.ToString());
  18. ??????????? });
  20. ??????????? t2.ContinueWith(task =>
  21. ??????????? {
  22. ??????????????? Console .WriteLine( "這是執行完畢Task1后繼續調用Task2，Task2后調用Task3。" );
  23. ??????????? });
  25. ??????????? t.Start();
  26. ??????????? Console .ReadLine();
  27. ??????? }

結論2：Task可以便捷的將幾個方法串行執行。

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?

三、帶有父子關系的線程/多線程并行開啟

t帶有t1,t2,t3三個子線程，執行t的時候t1,t2,t3可并行處理，t必須等待t1,t2,t3都執行完畢后才能結束。

創建子Task時候必須指定參數為AttachedToParent。

Code
  1. ??????? /// <summary>
  2. ??????? /// 帶有父子關系的Task集合，[TaskCreationOptions.AttachedToParent]
  3. ??????? ///
  4. ??????? /// 值??????????????? 說明
  5. ??????? /// None????????????? 默認值，此Task會被排入Local Queue中等待執行，采用LIFO模式。
  6. ??????? /// AttachedToParent? 建立的Task必須是外圍的Task的子Task，也是放入Local Queue，採LIFO模式。
  7. ??????? /// LongRunning?????? 建立的Task不受Thread Pool所管理，直接新增一個Thread來執行此Task，無等待、無排程。
  8. ??????? /// PreferFairness??? 建立的Task直接放入Global Queue中，採FIFO模式。(比上面的優先級低)
  9. ??????? /// </summary>
  10. ??????? private void Demo5()
  11. ??????? {
  12. ??????????? Task < int > t = new Task < int >(() =>
  13. ??????????? {
  14. ??????????????? Task < int > t1 = new Task < int >(() =>
  15. ??????????????? {
  16. ??????????????????? int i = 0;
  17. ??????????????????? Random r = new Random ( DateTime .Now.Second);
  18. ??????????????????? for ( int v = 0; v < 100; v++)
  19. ??????????????????????? i += r.Next(100);
  20. ??????????????????? return i;
  21. ??????????????? }, TaskCreationOptions .AttachedToParent);
  23. ??????????????? Task < int > t2 = new Task < int >(() =>
  24. ??????????????? {
  25. ??????????????????? int i = 0;
  26. ??????????????????? Random r = new Random ( DateTime .Now.Second);
  27. ??????????????????? for ( int v = 0; v < 100; v++)
  28. ??????????????????????? i += r.Next(100);
  29. ??????????????????? return i;
  30. ??????????????? }, TaskCreationOptions .AttachedToParent);
  32. ??????????????? Task < int > t3 = new Task < int >(() =>
  33. ??????????????? {
  34. ??????????????????? int i = 0;
  35. ??????????????????? Random r = new Random ( DateTime .Now.Second);
  36. ??????????????????? for ( int v = 0; v < 100; v++)
  37. ??????????????????????? i += r.Next(100);
  38. ??????????????????? return i;
  39. ??????????????? }, TaskCreationOptions .AttachedToParent);
  40. ??????????????? t1.Start();
  41. ??????????????? t2.Start();
  42. ??????????????? t3.Start();
  43. ??????????????? return t1.Result + t2.Result + t3.Result;
  44. ??????????? });
  45. ??????????? t.Start();
  46. ??????????? t.Wait();
  47. ??????????? Console .WriteLine( "這是帶有父子關系的Task集合：" + t.Result.ToString());
  48. ??????????? Console .ReadLine();
  49. ??????? }

結論3：多個線程的同時開啟在這里也很方便，也不用擔心同步等問題。

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四、Task的中斷

這個很復雜，就不多說了，代碼中有比較詳細的介紹。

Code
  1. ??????? /// <summary>
  2. ??????? /// 中途取消Task執行，Token
  3. ??????? ///
  4. ??????? /// 一是正常結束、二是產生例外、三是透過Cancel機制，這三種情況都會反映在Task.Status屬性上
  5. ??????? /// 值????????????????????????????? 說明
  6. ??????? /// Created???????????????????????? Task已經建立，但未呼叫Start。
  7. ??????? /// WaitingForActivation??????????? Task已排入排程，但尚未執行(一般我們建立的Task不會有此狀態，只有ContinueWith所產生的Task才會有此狀態)。
  8. ??????? /// WaitingToRun??????????????????? Task已排入排程，等待執行中。
  9. ??????? /// Running???????????????????????? Task執行中。
  10. ??????? /// WaitingForChildrenToComplete??? Task正等待子Task結束。
  11. ??????? /// RanToCompletion???????????????? Task已經正常執行完畢。
  12. ??????? /// Canceled??????????????????????? Task已被取消。
  13. ??????? /// Faulted???????????????????????? Task執行中發生未預期例外。
  14. ??????? ///
  15. ??????? /// 除了Status屬性外，Task還提供了另外三個屬性來判定Task狀態。
  16. ??????? /// 屬性??????????? 說明
  17. ??????? /// IsCompleted???? Task已經正常執行完畢。
  18. ??????? /// IsFaulted?????? Task執行中法生未預期例外。
  19. ??????? /// IsCanceled????? Task已被取消。
  20. ??????? /// </summary>
  21. ??????? private void Demo6()
  22. ??????? {
  23. ??????????? CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource ();
  25. ??????????? var ctoken = cts.Token;
  26. ??????????? Task t1 = new Task (() =>
  27. ??????????? {
  28. ??????????????? for ( int v = 0; v < 10; v++)
  29. ??????????????? {
  30. ??????????????????? if (ctoken.IsCancellationRequested)
  31. ??????????????????? {
  32. ??????????????????????? //第一種寫法
  33. ??????????????????????? //這個會拋出異常
  34. ??????????????????????? ctoken.ThrowIfCancellationRequested();
  36. ??????????????????????? //另一種寫法
  37. ??????????????????????? //這個不會返回異常，但是獲取不到是否是中斷還是執行完畢。
  38. ??????????????????????? //return;
  39. ??????????????????? }
  40. ??????????????????? Thread .Sleep(1000);
  41. ??????????????????? Console .WriteLine(v);
  42. ??????????????? }
  43. ??????????? }, ctoken);
  44. ??????????? t1.Start();
  45. ??????????? Thread .Sleep(2000);
  46. ??????????? cts.Cancel();
  47. ??????????? try
  48. ??????????? {
  49. ??????????????? t1.Wait();
  50. ??????????? }
  51. ??????????? catch
  52. ??????????? {
  53. ??????????????? if (t1.IsCanceled)
  54. ??????????????????? Console .WriteLine( "cancel" );
  55. ??????????? }
  56. ??????????? Console .ReadLine();
  57. ??????????? cts.Dispose();
  58. ??????? }

結論4：中斷很復雜，但是對一般邏輯來說，是沒有很大必要的。

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五、其他

這里介紹下另一種寫法Task.Factory，以及ContinueWhenAny和ContinueWhenAll兩個方法。

Task.Factory是靜態工廠類，用于對Task提供一些麻煩的支持，這里主要介紹ContinueWhenAny和ContinueWhenAll。

ContinueWhenAll所指定的函式會在傳入的所有Tasks結束時執行，只會執行一次。

ContinueWhenAny所指定的函式會在傳入的Tasks中有任何一個結束時執行，且與ContinueWhenAll相同，只會執行一次。

好了，還是看代碼：

Code
  1. ??????? /// <summary>
  2. ??????? /// Task.Factory
  3. ??????? /// ContinueWhenAny和ContinueWhenAll
  4. ??????? /// ContinueWhenAll所指定的函式會在傳入的所有Tasks結束時執行，只會執行一次。
  5. ??????? /// ContinueWhenAny所指定的函式會在傳入的Tasks中有任何一個結束時執行，且與ContinueWhenAll相同，只會執行一次。
  6. ??????? /// </summary>
  7. ??????? private void Demo7()
  8. ??????? {
  9. ??????????? Task < int > t1 = Task .Factory.StartNew< int >(() =>
  10. ??????????? {
  11. ??????????????? int total = 0;
  12. ??????????????? for ( int i = 0; i < 10; i++)
  13. ??????????????????? total += i;
  14. ??????????????? Thread .Sleep(12000);
  15. ??????????????? return total;
  16. ??????????? });
  18. ??????????? Task < int > t2 = Task .Factory.StartNew< int >(() =>
  19. ??????????? {
  20. ??????????????? int total = 0;
  21. ??????????????? for ( int i = 10; i < 20; i++)
  22. ??????????????????? total += i;
  23. ??????????????? Thread .Sleep(10000);
  24. ??????????????? return total;
  25. ??????????? });
  27. ??????????? Task tfinal = Task .Factory.ContinueWhenAny< int >(
  28. ???????????????????????? new Task < int >[] { t1, t2 }, ( Task < int > task) =>
  29. ???????????????????????? {
  30. ???????????????????????????? if (task.Status == TaskStatus .RanToCompletion)
  31. ???????????????????????????? {
  32. ???????????????????????????????? Console .WriteLine(task.Result);
  33. ???????????????????????????? }
  34. ???????????????????????? });
  35. ??????????? Console .ReadLine();
  36. ??????? }

結論5：ContinueWhenAny和ContinueWhenAll對特定條件執行，還是有些用處的。

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好了，這篇文章算是完結了，4.0中的并行和線程確實簡單了很多，使用起來也很方便，為了性能的提升還是要適當的使用下。

謝謝觀賞

4.0中的并行計算和多線程詳解(二)


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