【亚洲必赢官网】接纳职务并行库,基于任务的异步情势

目录

本文内容

  • 概述
  • 编辑异步方法
  • 异步程序中的控制流
  • API 异步方法
  • 线程
  • 异步和等候
  • 归来类型和参数
  • 参考资料

 IO操作的MDA(Direct memory
access)形式:直接待上访问内存,是一种不通过CPU而向来举办内部存款和储蓄器数据存储的数据沟通情势,大概能够不损耗CPU的财富;
 CL本田CR-V所提供的异步编制程序模型正是丰硕利用硬件的DMA效用来刑满释放解除劳教CPU的下压力;使用线程池举行保管,异步将工作移交给线程池中的有些工作线程来成功,直到异步达成,异步才会透过回调的艺术公告线程池,让CL凯雷德响应异步完结;

复习:

  • 1.1
    简介
  • 1.2
    创制职务
  • 1.3
    使用任务履行基本的操作
  • 1.4
    组合任务
  • 1.5
    将APM格局转换为天职
  • 1.6
    将EAP形式转换为职责
  • 1.7
    完成打消选项
  • 1.8
    处理职分中的至极
  • 1.9
    交互运营义务
  • 1.10
    使用TaskScheduler配置职分执行
  • 参考书籍
  • 小编水平有限,假如不当欢迎各位批评指正!

下载 Demo

它是出新的一种样式,它使用 future
格局或回调(callback)机制,以幸免生出不要求的线程。三个 future(或
promise)类型代表有个别即将落成的操作。在 .NET 中,新版 future 类型有Task
和Task<TResult>。 

其三章内容中大家关系了三种异步编制程序模型,那里大致复习一下,分别如下


下载 Demo TPL 与 APM 和 EAP 结合(APM 和 EAP 那五个正式异步格局已经不可能适应多核时期,但在此之前用那二种方法写的代码咋做?——把它们改造一下,跟 TPL 结合)

异步编制程序方式——行使委托和线程池实现的方式

APM 异步编制程序模型,Asynchronous Programming Model            C#1.0

EAP 基于事件的异步编制程序形式,伊夫nt-based Asynchronous Pattern  C#2.0

TAP 基于任务的异步编制程序情势,Task-based Asynchronous Pattern    C#4.0

Async\await简化异步编程;职责并行库,Task Parallel Library     C#5

1.APM(异步编制程序方式):形如Beginxxx,Endxxx。

本类别首页链接:[C#四线程编制程序种类(一)-
简介 ]

概述


异步对只怕起阻止成效的活动(例如,应用程序访问 Web 时)至关心敬重要。 对 Web
能源的造访有时异常的慢或会推迟。
若是此类活动在一块儿进度中受阻,则整个应用程序必须等待。在异步进度中,应用程序可继续执行不依赖Web 财富的任何干活,直至潜在阻止职责到位。

下表是应用异步编制程序能拉长响应能力的出众气象。从 .NET Framework 4.5 和
Windows 运转时中列出的 API 包罗补助异步编程的办法。

应用程序区域

包含异步方法的受支持的 API

Web 访问

HttpClient ,SyndicationClient

使用文件

StorageFile、StreamWriter、StreamReader、XmlReader

使用图像

MediaCapture、BitmapEncoder、BitmapDecoder

WCF 编程

同步和异步操作

鉴于有着与用户界面相关的移动一般共享3个线程,因而,异步对走访 UI
线程的应用程序来说尤其重庆大学。假诺其它进程在一道应用程序中受阻,则拥有进程都将受阻。
你的应用程序结束响应,因而,你大概在其等待进度中以为它曾经破产。

选取异步方法时,应用程序将持续响应 UI。
例如,你能够调动窗口的分寸或最小化窗口;假若您不期望等待应用程序结束,则可以将其倒闭。

能够行使三种办法来实现 TAP:即手动使用 C#
编写翻译器,或将编写翻译器和手动方法结合使用。使用 TAP 格局来促成总括密集型和
I/O 密集型异步操作。

  • 运用编写翻译器。在 Visual Studio 二零一二 和 .NET Framework 4.5中,任何具有 async 关键字的法子都被当做是一种异步方法,并且 C#
    会执行须求的更换,以通过 TAP 来异步达成该办法。 异步方法应返回System.Threading.Tasks.Task 或
    System.Threading.Tasks.Task<TResult> 对象。
  • 手动生成 TAP 方法。也得以手动完毕 TAP
    格局,以更好地操纵落到实处。编写翻译器重视从 System.Threading.Tasks
    命名空间公开的公共外围应用和 System.Runtime.CompilerServices
    命名空间中帮衬的花色。 如要自身达成 TAP,你须要创设三个TaskCompletionSource<TResult>
    对象、执行异步操作,并在操作实现时,调用
    SetResult、SetException、SetCanceled
    方法,或调用那么些办法之一的Try版本。 手动完结 TAP
    方法时,需在所表示的异步操作达成时形成生成的天职。 例如:
  • 掺杂方法。您大概发现手动完毕 TAP
    情势、但将实现宗旨逻辑委托给编写翻译器的那种方式很有用。
    例如,当您想要验证编写翻译器生成的异步方法之外的实参时,大概需求利用那种混合方法,以便很是能够转义到该方法的直接调用方而不是经过
    System.Threading.Tasks.Task 对象被公开:

本文重要表达“使用编写翻译器”方法。

APM

         使用IAsyncResult设计方式的异步操作是透过名为 BeginXXX 和 EndXXX
的多少个法子来落到实处,那七个法子分别指初步和了结异步操作。该情势允许用更少的CPU能源(线程)去做更加多的操作,.NET
Framework很多类也落到实处了该格局,同时大家也足以自定义类来贯彻该形式(也正是在自定义的类中贯彻重返类型为IAsyncResult接口的BeginXXX方法和收受IAsyncResult包容类型作为唯一参数的EndXXX方法),此外事委员会托项目也定义了BeginInvoke和EndInvoke方法。例如,FileStream类提供BeginRead和EndRead方法来从文件异步读取字节。那五个格局完成了
Read 方法的异步版本。

调用 BeginXXX
后,应用程序可以继承在调用线程上进行命令,同时异步操作在另多少个线程上推行(假若有重返值还应调用
EndXXX利落异步操作,并向该方法传递BeginXXX
方法重临的IAsyncResult对象,获取操作的返回值)。

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CompletedSynchronously属性值侧重与提示新闻,而非操作

做客异步操作的结果,APM提供了八种方法:

1.在调用BeginXXX方法的线程上调用EndXXX方法来获得异步操作的结果;然则那种办法会阻塞调用线程,在精晓操作达成现在调用线程才能一连续运输维。

2.循环查询IAsyncResult的IsComplete属性,操作完毕后再调用EndXXX方法来取得操作重临的结果。

3.IAsyncResult的AsyncWaitHandle属性达成更为灵敏的等待逻辑,调用该属性WaitOne()方法来使叁个线程阻塞并等候操作达成;再调用EndXXX方法来取得操作的结果。WaitHandle.WaitOne()可以内定最长的等候时间,如超时再次来到false;

4.
在调用BeginXXX方法时提供AsyncCallback委托的实例作为参数,在异步操作完结后委托会自动调用(AsyncCallback对象)钦定的措施。(首要接纳办法)AsyncCallback委托仅能够调用符合一定情势的法子(唯有三个参数IAsyncResult,且并未再次来到值);

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using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Runtime.Remoting.Messaging;

namespace AsyncCallbackDelegate
{
    public delegate int BinaryOp(int x, int y);
    class Program
    {
        private static bool isDone = false;
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("*****  AsyncCallbackDelegate Example *****");
            Console.WriteLine("Main() invoked on thread {0}.",
              Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            BinaryOp b = new BinaryOp(Add);
            IAsyncResult iftAR = b.BeginInvoke(10, 10,
              new AsyncCallback(AddComplete),
              "Main() thanks you for adding these numbers.");//传入数据
            // Assume other work is performed here...
            while (!isDone)
            {
                Thread.Sleep(1000);
                Console.WriteLine("Working....");
            }
            Console.ReadLine();
        }

        #region Target for AsyncCallback delegate
        // Don't forget to add a 'using' directive for 
        // System.Runtime.Remoting.Messaging!
        static void AddComplete(IAsyncResult itfAR)
        {
            Console.WriteLine("AddComplete() invoked on thread {0}.",
              Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Console.WriteLine("Your addition is complete");

            // Now get the result.
            //AsyncCallback委托的目标无法调用其他方法中创建的委托
            //IAsyncResult itfAR 实际上是System.Runtime.Remoting.Messaging命名空间AsyncResult类的一个实例
            AsyncResult ar = (AsyncResult)itfAR;
            //AsyncDelegate静态属性返回原始异步委托引用
            BinaryOp b = (BinaryOp)ar.AsyncDelegate;
            Console.WriteLine("10 + 10 is {0}.", b.EndInvoke(itfAR));

            // Retrieve the informational object and cast it to string.
            //AsyncState属性获取 BeginInvoke第四个参数传入的值
            string msg = (string)itfAR.AsyncState;
            Console.WriteLine(msg);
            isDone = true;
        }

        #endregion

        #region Target for BinaryOp delegate
        static int Add(int x, int y)
        {
            Console.WriteLine("Add() invoked on thread {0}.",
              Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Thread.Sleep(5000);
            return x + y;
        }
        #endregion
    }
}

AsyncCallback

可怜捕获

在一起实施的不二法门里面普通处理非常的不二法门是将或然抛出十分的代码放到try…catch…finally里面,之所以能够捕获到,是因为爆发卓殊的代码与调用的代码位于同3个线程。当调用一个异步方法发生万分时,CLTiguan会捕获并且在EndXXX方法时再也将非凡抛出抛出,所以异步调用中的万分在EndXXX方法出捕获就行了。

class ApmExceptionHandling 
{
   public static void Go() 
  {
      WebRequest webRequest = WebRequest.Create("http://0.0.0.0/");
      webRequest.BeginGetResponse(ProcessWebResponse, webRequest);
      Console.ReadLine();
   }
   private static void ProcessWebResponse(IAsyncResult result) {
      WebRequest webRequest = (WebRequest)result.AsyncState;

      WebResponse webResponse = null;
      try {
         webResponse = webRequest.EndGetResponse(result);
         Console.WriteLine("Content length: " + webResponse.ContentLength);
      }
      catch (WebException we) {
         Console.WriteLine(we.GetType() + ": " + we.Message);
      }
      finally {
         if (webResponse != null) webResponse.Close();
      }
   }
}

APM WinForm UI线程回调

出于AsyncCallback委托回调是从ThreadPool中的线程执行的,因而对此Winform,假使回调要求操作UI控件,就须求再次回到到UI线程去,常用的多少个措施:

1. 
Control类达成了ISynchronizeInvoke接口,提供了Invoke和BeginInvoke方法来支撑任何线程更新GUI界面控件的编写制定(将回调方法投递到创设该控件的线程中举办)。

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Control类的 Invoke,BeginInvoke 内部贯彻如下:

a)
Invoke(同步调用)先判断控件创制线程与当前线程是不是一律,相同则一向调用委托方法;不然使用Win32API的PostMessage异步执行,但是Invoke内部会调用IAsyncResult.AsyncWaitHandle等待执行到位。

b) BeginInvoke(异步调用)使用Win32API的PostMessage 异步执行,并且再次来到IAsyncResult 对象。

运用格局:回调方法中对控件检查和测试InvokeRequired值,if
true,在该回调中封送2次委托,调用控件的Invoke/ BeginInvoke方法;

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2.GUI(WinForm/WPF)应用程序引入了多少个线程处理模型:创造窗口的线程是绝无仅有能对那多少个窗口进行创新的线程;在GUI线程中,通常供给转变异步操作,使GUI线程不封堵并终止响应用户输入。不过,异步操作落成时,由于是用多少个线程池线程完结的,而线程池线程不能够更新UI控件。为消除这一个题材,FCL定义二个System.Threading.SynchronizationContext(线程同步上下文)的基类,其派生对象承担将贰个应用程序模型连接到它的线程处理模型。

GUI线程都有2个和它事关的SynchronizationContext派生对象,使用其静态Current属性获取:SynchronizationContext
sc = SynchronizationContext.Current;
将此指标传给其余线程,当一个线程池线程须要让GUI线程更新UI时,调用该对象的sc.Post方法,向Post传递三个匹配SendOrPostCallback委托签名的回调方法(一般是更新UI的操作方法,由GUI线程去履行),以及3个要传给回调方法的实参。

SynchronizationContext
的Post方法和Send方法的区分:(分别对应于异步/同步调用)

Post方法将回调方法送人GUI线程的队列,允许程序池线程立即返回,不进行阻塞;Post方法内部调用了BeginInvoke方法;

Send方法也将回调方法送人GUI线程的队列,但随后就会阻塞线程池线程,直到GUI线程完成对回调方法的调用。阻塞线程池线程极有可能造成线程池创建一个新的线程,避免调用该方法;Send方法内部调用了Invoke方法; 

对winform来说是
System.Windows.Forms.WindowsFormsSynchronizationContext是其子类.

Winform窗口出现后,UI线程
SynchronizationContext.Current会被绑定赋值,只有UI线程的Current不为null。

Public class SendOrPostUI {
   public static void Go() {
      System.Windows.Forms.Application.Run(new MyWindowsForm());
   }
   private static AsyncCallback SyncContextCallback(AsyncCallback callback) {
      // Capture the calling thread's SynchronizationContext-derived object
      SynchronizationContext sc = SynchronizationContext.Current;
      // If there is no SC, just return what was passed in
      if (sc == null) return callback;
      // Return a delegate that, when invoked, posts to the captured SC a method that 
      // calls the original AsyncCallback passing it the IAsyncResult argument
      return asyncResult => sc.Post(result => callback((IAsyncResult)result), asyncResult);
   }
   private sealed class MyWindowsForm : System.Windows.Forms.Form {
      public MyWindowsForm() {
         Text = "Click in the window to start a Web request";
         Width = 400; Height = 100;
      }
      protected override void OnMouseClick(System.Windows.Forms.MouseEventArgs e) {
         // The GUI thread initiates the asynchronous Web request 
         Text = "Web request initiated";
         var webRequest = WebRequest.Create("http://Wintellect.com/");
         webRequest.BeginGetResponse(SyncContextCallback(ProcessWebResponse), webRequest);
         base.OnMouseClick(e);
      }
      private void ProcessWebResponse(IAsyncResult result) {
         // If we get here, this must be the GUI thread, it's OK to update the UI
         var webRequest = (WebRequest)result.AsyncState;
         using (var webResponse = webRequest.EndGetResponse(result)) {
            Text = "Content length: " + webResponse.ContentLength;
         }
      }
   }
}

比较二种艺术其实差不太多,二个是回调内再也卷入,1个是包裹原来的回调。可是SynchronizationContext业务层与UI分离来讲的话是相比较好;

2.EAP(基于事件的异步编制程序情势):那些大家在.net中利用到了BackgroudWorker组件,使用形式是透过事件绑定处理的点子。


编排异步方法


C# 中 asyncawait
关键字是异步编程的为主。通过那三个重庆大学字就足以轻松创立异步方法,大约与创建同步方法一致。如下所示的
WPF 程序,布局文件上有个按钮和文本框:

private async void StartButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

{

    // Call and await separately.

    //Task<int> getLengthTask = AccessTheWebAsync();

    //// You can do independent work here.

    //int contentLength = await getLengthTask;

 

    int contentLength = await AccessTheWebAsync();

 

    resultsTextBox.Text +=

        String.Format("\r\nLength of the downloaded string: {0}.\r\n", contentLength);

}

 

 

// Three things to note in the signature:

//  - The method has an async modifier. 

//  - The return type is Task or Task<T>. (See "Return Types" section.)

//    Here, it is Task<int> because the return statement returns an integer.

//  - The method name ends in "Async."

async Task<int> AccessTheWebAsync()

{ 

    // You need to add a reference to System.Net.Http to declare client.

    HttpClient client = new HttpClient();

 

    // GetStringAsync returns a Task<string>. That means that when you await the

    // task you'll get a string (urlContents).

    Task<string> getStringTask = client.GetStringAsync("http://msdn.microsoft.com");

 

    // You can do work here that doesn't rely on the string from GetStringAsync.

    DoIndependentWork();

 

    // The await operator suspends AccessTheWebAsync.

    //  - AccessTheWebAsync can't continue until getStringTask is complete.

    //  - Meanwhile, control returns to the caller of AccessTheWebAsync.

    //  - Control resumes here when getStringTask is complete. 

    //  - The await operator then retrieves the string result from getStringTask.

    string urlContents = await getStringTask;

 

    // The return statement specifies an integer result.

    // Any methods that are awaiting AccessTheWebAsync retrieve the length value.

    return urlContents.Length;

}

 

 

void DoIndependentWork()

{

    resultsTextBox.Text += "Working . . . . . . .\r\n";

}

实践结果:

Working . . . . . . .

 

Length of the downloaded string: 41609.

说明:

1,当程序访问网络时,无论你怎样拖拽、最大化最小化、如何点击,UI
都不会失掉响应;

2,“async Task<int>
AccessTheWebAsync()”方法签名,有三点需求专注:1)有 async
修饰符;2)重回类型是 TaskTask<int>。该方式是
Task<int>,因为它回到的是链接内容的轻重缓急;3)方法名以 Async
结尾;

3,“string urlContents = await
getStringTask;”语句,有四点需求小心:1)AccessTheWebAsync 方法直到
【亚洲必赢官网】接纳职务并行库,基于任务的异步情势。getStringTask 落成才能接二连三;2)同时,控制流重回到
AccessTheWebAsync 的调用者;3)getStringTask
实现后,控制流才会上升;4)之后,await亚洲必赢官网 , 操作符从 getStringTask
检索结果。

下边计算让1个示范成为异步方法的性状:

  • 措施签名包蕴多个 async 修饰符。
  • 依据预定,异步方法的名称以“Async”后缀结尾。
  • 再次来到类型为下列项目之一:
    • 只要您的主意有 TResult 类型的回到语句,则为
      Task<TResult>。
    • 设若你的措施没有回去语句,则为 Task。
    • 假诺您编写的是异步事件处理程序,则为 Void(Visual Basic 中为
      Sub)。
  • 艺术一般包蕴至少三个 await
    表明式,该表明式标记贰个点,在该点上,直到等待的异步操作实现章程才能一而再。同时,将艺术挂起,并且控件重临到点子的调用方。

在异步方法中,可采用提供的首要字和类型来提醒须求完毕的操作,且编译器会实现别的操作,当中包涵不断跟踪控件以挂起方法再次回到等待点时发出的处境。
一些例行流程(例如,循环和足够处理)在价值观异步代码中处理起来可能很劳顿。
在异步方法中,成分的编辑撰写频率与协助进行解决方案相同且此难点取得消除。

EAP

EAP是为了更便于处理UI的更新推出的模式,主要优点:它同Visual Studio UI设计器进行了很好的集成,可将大多数实现了EAP的类拖放到设计平面(design surface)上,双击控件对应的XXXCompleted事件名,会自动生成事件的回调方法,并将方法同事件自身联系起来。EAP保证事件在应用程序的GUI线程上引发,允许事件回调方法中的代码更新UI控件;

EAP另一重要功能:支持EAP的类自动将应用程序模型映射到它的线程处理模型;EAP类在内部使用SynchronizationContext类。有的EAP类提供了取消、进度报告功能。

   FCL中唯有15个门类完毕了EAP格局,一般有一个XXXAsync方法和1个应和的XXXCompleted事件,以及那么些点子的多头版本:

*       System.Object的派生类型:*

*                  System.Activies.WorkflowInvoke  *

*                 
System.Deployment.Application.ApplicationDeployment*

*                  System.Deployment.Application.InPlaceHosingManager*

*                  System.Net.Mail.SmtpClient*

*                  System.Net.PeerToPeer.PeerNameResolver*

*                  System.Net.PeerToPeer.Collaboration.ContactManager*

*                  System.Net.PeerToPeer.Collaboration.Peer*

*                  System.Net.PeerToPeer.Collaboration.PeerContact*

*                  System.Net.PeerToPeer.Collaboration.PeerNearMe*

*                 
System.ServiceModel.Activities.WorkflowControlClient*

*                  System.ServiceModel.Discovery.AnnoucementClient*

*                  System.ServiceModel.Discovery.DiscoveryClient*

*      System.ComponentModel.Component的派生类型:*

                 
System.ComponentModel.BackgroundWorker

                 
System.Media.SoundPlay

                 
System.Net.WebClient

                 
System.Net.NetworkInformation.Ping

                 
System.Windows.Forms.PictureBox(继承于Control类,Control类派生于Component类)

private sealed class MyForm : System.Windows.Forms.Form {
    protected override void OnClick(EventArgs e) {
      // The System.Net.WebClient class supports the Event-based Asynchronous Pattern
      WebClient wc = new WebClient();
      // When a string completes downloading, the WebClient object raises the 
      // DownloadStringCompleted event which will invoke our ProcessString method         
      wc.DownloadStringCompleted += ProcessString;
      // Start the asynchronous operation (this is like calling a BeginXxx method)
      wc.DownloadStringAsync(new Uri("http://Wintellect.com"));
      base.OnClick(e);
    }
    // This method is guaranteed to be called via the GUI thread
    private void ProcessString(Object sender, DownloadStringCompletedEventArgs e) {
      // If an error occurred, display it; else display the downloaded string
      System.Windows.Forms.MessageBox.Show((e.Error != null) ? e.Error.Message : e.Result);
      }
   }

BackgroundWorker:只有该品种用于可用以执行异步的测算范围的办事;提供多个事件:

DoWork:向这几个事件登记的法子应该包涵计算范围的代码。这一个事件由四个线程池线程调用RunWorkerAsync(两个重载方法,带参的点子是向DoWork登记的主意的DoWork伊夫ntArgs参数对象的Argument属性传值,只可以在注册的法门中(如e.Argument)获取,Result属性必须设置成总括范围的操作希望再次回到的值)时引发;

ProgressChanged:向那么些事件登记的法子应该包括使用进程消息来更新UI的代码。那么些事件延续在GUI线程上掀起。DoWork登记的点子必须定期调用BackgroundWorker的ReportProgress方法来诱惑ProgressChanged事件;

RunWorkerCompleted:向那些事件登记的不二法门应该包蕴使用总括范围操作的结果对UI进行更新的代码。这几个事件一连在GUI线程上掀起。Result获取表示异步操作的结果;

集体性质:CancellationPending(标识是或不是已呼吁撤废后台操作)、IsBusy(标识是不是正在周转异步操作)、WorkReportsProgress(获取/设置是不是报告进程更新)、WorkerSupportsCancellation(获取/设置是或不是援助异步裁撤)

国有艺术:CancelAsync(请求打消挂起的后台操作)、ReportProgress、RunWorkerAsync

异常

10分不会抛出。在XXXCompleted事件处理方法中,必须询问AsyncCompleted伊夫ntArgs的Exception属性,看它是还是不是null。假诺不是null,就务须利用if语句判断Exception派生对象的档次,而不是行使catch块。

3.TPL(基于任务的异步编制程序格局):这些就会用到职务并行库。

1.1 简介

在头里的多少个章节中,就线程的利用和八线程相关的内容开始展览了介绍。因为线程涉及到异步、同步、相当传递等题材,所以在类型中运用多线程的代价是相比高昂的,须要编写制定大批量的代码来达到科学和健壮性。

为了消除那样一些的难题,在.Net Framework 4.0中引入了贰个关于一步操作的API。它称作职分并行库(Task
Parallel
Library)
。然后在.Net Framwork 4.5中对它举行了轻微的修正,本文的案例都以用新型版本的TPL库,而且大家还足以使用C#
5.0的新特色await/async来简化TAP编制程序,当然那是之后才介绍的。

TPL内部接纳了线程池,可是成效更高。在把线程归还回线程池从前,它会在同一线程中种种执行稍微Task,那样幸免了部分小职分上下文切换浪费时间片的题材。

职分是目的,在那之中封装了以异步格局履行的干活,可是委托也是包装了代码的对象。职分和信托的分别在于,委托是同步的,而职分是异步的。

在本章中,我们将会钻探什么行使TPL库来拓展职务之间的重组同步,怎么着将残留的APM和EAP形式转换为TPL形式等等。

异步程序中的控制流


异步编程中最需弄清的是控制流是何许从章程移动到方法。

private async void StartButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

       {

           // Call and await separately.

           //Task<int> getLengthTask = AccessTheWebAsync();

           //// You can do independent work here.

           //int contentLength = await getLengthTask;

           resultsTextBox.Text += "1:  Entering startButton_Click.\r\n" +

               "           Calling AccessTheWebAsync.\r\n";

 

           int contentLength = await AccessTheWebAsync();

 

           resultsTextBox.Text +=

               String.Format("\r\n6:   Length of the downloaded string: {0}.\r\n", contentLength);

       }

 

       async Task<int> AccessTheWebAsync()

       {

           resultsTextBox.Text += "\r\n2:  Entering AccessTheWebAsync.";

 

           HttpClient client = new HttpClient();

 

           resultsTextBox.Text += "\r\n        Calling HttpClient.GetStringAsync.\r\n";

 

           Task<string> getStringTask = client.GetStringAsync("http://msdn.microsoft.com");

 

           DoIndependentWork();

 

           resultsTextBox.Text += "\r\n4:  Back in startButton_Click.\r\n" +

               "       Task getStringTask is started.\r\n";

           string urlContents = await getStringTask;

 

           resultsTextBox.Text += "\r\n5:  Back in AccessTheWebAsync." +

               "\r\n       Task getStringTask is complete." +

               "\r\n       Processing the return statement." +

               "\r\n       Exiting from AccessTheWebAsync.\r\n";

 

           return urlContents.Length;

       }

 

 

       void DoIndependentWork()

       {

           resultsTextBox.Text += "\r\n3:  Entering DoIndependentWork.\r\n";

 

           resultsTextBox.Text += "\r\n        Working . . . . . . .\r\n";

       }

运营结果:

1:  Entering startButton_Click.

           Calling AccessTheWebAsync.

 

2:  Entering AccessTheWebAsync.

        Calling HttpClient.GetStringAsync.

 

3:  Entering DoIndependentWork.

 

        Working . . . . . . .

 

4:  Back in startButton_Click.

       Task getStringTask is started.

 

5:  Back in AccessTheWebAsync.

       Task getStringTask is complete.

       Processing the return statement.

       Exiting from AccessTheWebAsync.

 

6:   Length of the downloaded string: 41609.

再稍加复杂点:

private async void startButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

       {

           // The display lines in the example lead you through the control shifts.

           resultsTextBox.Text += "ONE:   Entering startButton_Click.\r\n" +

               "           Calling AccessTheWebAsync.\r\n";

 

           Task<int> getLengthTask = AccessTheWebAsync();

 

           resultsTextBox.Text += "\r\nFOUR:  Back in startButton_Click.\r\n" +

               "           Task getLengthTask is started.\r\n" +

               "           About to await getLengthTask -- no caller to return to.\r\n";

 

           int contentLength = await getLengthTask;

 

           resultsTextBox.Text += "\r\nSIX:   Back in startButton_Click.\r\n" +

               "           Task getLengthTask is finished.\r\n" +

               "           Result from AccessTheWebAsync is stored in contentLength.\r\n" +

               "           About to display contentLength and exit.\r\n";

 

           resultsTextBox.Text +=

               String.Format("\r\nLength of the downloaded string: {0}.\r\n", contentLength);

       }

 

       async Task<int> AccessTheWebAsync()

       {

           resultsTextBox.Text += "\r\nTWO:   Entering AccessTheWebAsync.";

 

           // Declare an HttpClient object and increase the buffer size. The default

           // buffer size is 65,536.

           HttpClient client =

               new HttpClient() { MaxResponseContentBufferSize = 1000000 };

 

           resultsTextBox.Text += "\r\n           Calling HttpClient.GetStringAsync.\r\n";

 

           // GetStringAsync returns a Task<string>. 

           Task<string> getStringTask = client.GetStringAsync("http://msdn.microsoft.com");

 

           resultsTextBox.Text += "\r\nTHREE: Back in AccessTheWebAsync.\r\n" +

               "           Task getStringTask is started.";

 

           // AccessTheWebAsync can continue to work until getStringTask is awaited.

 

           resultsTextBox.Text +=

               "\r\n           About to await getStringTask and return a Task<int> to startButton_Click.\r\n";

 

           // Retrieve the website contents when task is complete.

           string urlContents = await getStringTask;

 

           resultsTextBox.Text += "\r\nFIVE:  Back in AccessTheWebAsync." +

               "\r\n           Task getStringTask is complete." +

               "\r\n           Processing the return statement." +

               "\r\n           Exiting from AccessTheWebAsync.\r\n";

 

           return urlContents.Length;

       }

运维结果:

ONE:   Entering startButton_Click.

           Calling AccessTheWebAsync.

 

TWO:   Entering AccessTheWebAsync.

           Calling HttpClient.GetStringAsync.

 

THREE: Back in AccessTheWebAsync.

           Task getStringTask is started.

           About to await getStringTask and return a Task<;int> to startButton_Click.

 

FOUR:  Back in startButton_Click.

           Task getLengthTask is started.

           About to await getLengthTask -- no caller to return to.

 

FIVE:  Back in AccessTheWebAsync.

           Task getStringTask is complete.

           Processing the return statement.

           Exiting from AccessTheWebAsync.

 

SIX:   Back in startButton_Click.

           Task getLengthTask is finished.

           Result from AccessTheWebAsync is stored in contentLength.

           About to display contentLength and exit.

 

Length of the downloaded string: 41635.

TAP

.NET4.0
中引入了新的异步编制程序模型“基于任务的异步编制程序模型(TAP)”,并且推荐大家在开发新的四线程应用程序中首选TAP,在.NET4.5中愈发对TPL库实行了汪洋的优化与勘误(async和await)。那今后自我先介绍下TAP具有哪些优势:

  1. 义务调度器(TaskScheduler)依赖于底层的线程池引擎,可自定义三个TaskScheduler更改调度算法,同时不改动代码或编制程序模型。通过一些队列的任务内联化(task
    inlining)和办事窃取(work-stealing)机制而发起了大气职分,Task能够为大家升高程序品质。
  2. 能够采纳PreferFairness标志,获取与ThreadPool.QueueUserWorkItem可能二个委托的BeginInvoke相同的线程池行为。

        3.
 轻松达成职分等待、任务裁撤、三番柒回职务、十分处理(System.AggregateException)、GUI线程操作。

       4.  在任务运转后,可以每日以任务再而三的款型登记回调。

       5.  丰富利用现有的线程,制止成立不供给的额外线程。

       6.  结合C#5.0引入async和await关键字轻松完毕“异步方法”。

APM转换为TAP:

选拔TaskFactory的FromAsync方法,传递四个实参:BeginXxx方法、EndXxx方法、Object状态、可选的TaskCreationOptions值,重返对二个Task对象的引用;

private static void ConvertingApmToTask() {
      // Instead of this:
      WebRequest webRequest = WebRequest.Create("http://Wintellect.com/");
      webRequest.BeginGetResponse(result => {
         WebResponse webResponse = null;
         try {
            webResponse = webRequest.EndGetResponse(result);
            Console.WriteLine("Content length: " + webResponse.ContentLength);
         }
         catch (WebException we) {
            Console.WriteLine("Failed: " + we.GetBaseException().Message);
         }
         finally {
            if (webResponse != null) webResponse.Close();
         }
      }, null);
      Console.ReadLine();  // for testing purposes
      // Make a Task from an async operation that FromAsync starts
      webRequest = WebRequest.Create("http://Wintellect.com/");
      var t1 = Task.Factory.FromAsync<WebResponse>(webRequest.BeginGetResponse, webRequest.EndGetResponse, null, TaskCreationOptions.None);
      var t2 = t1.ContinueWith(task => {
         WebResponse webResponse = null;
         try {
            webResponse = task.Result;
            Console.WriteLine("Content length: " + webResponse.ContentLength);
         }
         catch (AggregateException ae) {
            if (ae.GetBaseException() is WebException)
               Console.WriteLine("Failed: " + ae.GetBaseException().Message);
            else throw;
         }
         finally { if (webResponse != null) webResponse.Close(); }
      });
      try {t2.Wait();  // for testing purposes only}
      catch (AggregateException) { }
   }

EAP转换成TAP:

选取System.Threading.Tasks.TaskCompletionSource类实行包装;

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当组织2个TaskCompletionSource对象,也会生成四个Task,可经过其Task属性获取;当3个异步操作完结时,它采用TaskCompletionSource对象来设置它因为啥而成功,撤除,未处理的可怜也许它的结果。调用某些SetXxx方法,能够设置底层Task对象的意况。

private sealed class MyFormTask : System.Windows.Forms.Form {
      protected override void OnClick(EventArgs e) {
         // The System.Net.WebClient class supports the Event-based Asynchronous Pattern
         WebClient wc = new WebClient();
         // Create the TaskCompletionSource and its underlying Task object
         var tcs = new TaskCompletionSource<String>();
         // When a string completes downloading, the WebClient object raises the 
         // DownloadStringCompleted event which will invoke our ProcessString method
         wc.DownloadStringCompleted += (sender, ea) => {
            // This code always executes on the GUI thread; set the Task’s state
            if (ea.Cancelled) tcs.SetCanceled();
            else if (ea.Error != null) tcs.SetException(ea.Error);
            else tcs.SetResult(ea.Result);
         };
         // Have the Task continue with this Task that shows the result in a message box
// NOTE: The TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously flag is required to have this code
         // run on the GUI thread; without the flag, the code runs on a thread pool thread 
         tcs.Task.ContinueWith(t => {
            try { System.Windows.Forms.MessageBox.Show(t.Result);}
            catch (AggregateException ae) {
               System.Windows.Forms.MessageBox.Show(ae.GetBaseException().Message);
            }
         }, TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously);
         // Start the asynchronous operation (this is like calling a BeginXxx method)
         wc.DownloadStringAsync(new Uri("http://Wintellect.com"));
         base.OnClick(e);
      }
   }

实现了TAP的类:存在XxxTaskAsync的方法,
帮忙异步操作的撤废和进程的告知的法力;

打消:能够通过同盟式废除方式,向异步方法传入CancellationToken 参数,通过调用其ThrowIfCancellationRequested方法来定时检查操作是不是已经撤回;

速度报告:能够透过IProgress<T>接口来贯彻速度报告的效果;

更新GUI:
TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext()获取同步上下文职务调度器,将波及该目的的富有任务都调度给GUI线程,使任务代码能不负众望更新UI;

private sealed class MyForm : System.Windows.Forms.Form {
        public MyForm() {
            Text = "Synchronization Context Task Scheduler Demo";
            Visible = true; Width = 400; Height = 100;
        }
         private static Int32 Sum(CancellationToken ct, Int32 n) {
        Int32 sum = 0;
        for (; n > 0; n--) {
            // The following line throws OperationCanceledException when Cancel 
            // is called on the CancellationTokenSource referred to by the token
            ct.ThrowIfCancellationRequested();
            //Thread.Sleep(0);   // Simulate taking a long time
            checked { sum += n; }
        }
        return sum;
       }
        private readonly TaskScheduler m_syncContextTaskScheduler =
           TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext();
        private CancellationTokenSource m_cts;
        protected override void OnMouseClick(System.Windows.Forms.MouseEventArgs e) {
            if (m_cts != null) {    // An operation is in flight, cancel it
                m_cts.Cancel();
                m_cts = null;
            } else {                // An operation is not in flight, start it
                Text = "Operation running";
                m_cts = new CancellationTokenSource();
           // This task uses the default task scheduler and executes on a thread pool thread
                var t = new Task<Int32>(() => Sum(m_cts.Token, 20000), m_cts.Token);
                t.Start();
 // These tasks use the synchronization context task scheduler and execute on the GUI thread
                t.ContinueWith(task => Text = "Result: " + task.Result,
                   CancellationToken.None, TaskContinuationOptions.OnlyOnRanToCompletion,
                   m_syncContextTaskScheduler);
                t.ContinueWith(task => Text = "Operation canceled",
                   CancellationToken.None, TaskContinuationOptions.OnlyOnCanceled,
                   m_syncContextTaskScheduler);
                t.ContinueWith(task => Text = "Operation faulted",
                   CancellationToken.None, TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted,
                   m_syncContextTaskScheduler);
            }
            base.OnMouseClick(e);
        }
}

格外处理

在职务抛出的未处理万分都封装在System.AggregateException对象中。这些目的会储存在章程重临的Task或Task<TResult>对象中,必要经过访问Wait()、Result、Exception成员才能观测到越发。(所以,在做客Result在此之前,应先观望IsCanceled和IsFaulted属性)

一经向来不访问Task的Wait()、Result、Exception成员,那么你将永远注意不到那个相当的发生。为了协理你检查和测试到这几个未处理的可怜,能够向TaskScheduler对象的UnobservedTaskException事件注册回调函数。每当三个Task被垃圾回收时,假若存在2个未曾留意到的极度,CLTiggo的终止器线程会引发这么些事件。

可在事变回调函数中调用UnobservedTaskException伊芙ntArgs对象的SetObserved()
方法来提出已经处理好了丰硕,从而阻碍CL库罗德终止线程。可是并不引进这么做,宁愿终止进度也并非带着早已磨损的气象继续运维。

 

1.2 创设任务

在本节中,主假如出现说法了何等创造贰个任务。其主要运用了System.Threading.Tasks取名空间下的Task类。该类可以被实例化并且提供了一组静态方法,能够方便快速的成立职务。

在底下实例代码中,分别延时了二种普遍的天职创立形式,并且创立职分是足以钦赐职分创造的选项,从而达到最优的创设方式。

TaskCreationOptions中一共有九个枚举,枚举是能够运用|运算符组合定义的。其枚举如下表所示。

成员名称 说明
AttachedToParent 指定将任务附加到任务层次结构中的某个父级。 默认情况下,子任务(即由外部任务创建的内部任务)将独立于其父任务执行。 可以使用 TaskContinuationOptions.AttachedToParent 选项以便将父任务和子任务同步。请注意,如果使用 DenyChildAttach 选项配置父任务,则子任务中的 AttachedToParent 选项不起作用,并且子任务将作为分离的子任务执行。有关详细信息,请参阅附加和分离的子任务
DenyChildAttach 指定任何尝试作为附加的子任务执行(即,使用 AttachedToParent 选项创建)的子任务都无法附加到父任务,会改成作为分离的子任务执行。 有关详细信息,请参阅附加和分离的子任务
HideScheduler 防止环境计划程序被视为已创建任务的当前计划程序。 这意味着像 StartNew 或 ContinueWith 创建任务的执行操作将被视为 Default 当前计划程序。
LongRunning 指定任务将是长时间运行的、粗粒度的操作,涉及比细化的系统更少、更大的组件。 它会向 TaskScheduler 提示,过度订阅可能是合理的。 可以通过过度订阅创建比可用硬件线程数更多的线程。 它还将提示任务计划程序:该任务需要附加线程,以使任务不阻塞本地线程池队列中其他线程或工作项的向前推动。
None 指定应使用默认行为。
PreferFairness 提示 TaskScheduler 以一种尽可能公平的方式安排任务,这意味着较早安排的任务将更可能较早运行,而较晚安排运行的任务将更可能较晚运行。
RunContinuationsAsynchronously 强制异步执行添加到当前任务的延续任务。请注意,RunContinuationsAsynchronously 成员在以 .NET Framework 4.6 开头的 TaskCreationOptions 枚举中可用。
static void Main(string[] args)
{
    // 使用构造方法创建任务
    var t1 = new Task(() => TaskMethod("Task 1"));
    var t2 = new Task(() => TaskMethod("Task 2"));

    // 需要手动启动
    t2.Start();
    t1.Start();

    // 使用Task.Run 方法启动任务  不需要手动启动
    Task.Run(() => TaskMethod("Task 3"));

    // 使用 Task.Factory.StartNew方法 启动任务 实际上就是Task.Run
    Task.Factory.StartNew(() => TaskMethod("Task 4"));

    // 在StartNew的基础上 添加 TaskCreationOptions.LongRunning 告诉 Factory该任务需要长时间运行
    // 那么它就会可能会创建一个 非线程池线程来执行任务  
    Task.Factory.StartNew(() => TaskMethod("Task 5"), TaskCreationOptions.LongRunning);

    ReadLine();
}

static void TaskMethod(string name)
{
    WriteLine($"任务 {name} 运行,线程 id {CurrentThread.ManagedThreadId}. 是否为线程池线程: {CurrentThread.IsThreadPoolThread}.");
}

运营结果如下图所示。

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API 异步方法


如何找到像 GetStringAsync 那样援助异步编制程序的法门。 .NET Framework 4.5
包蕴使用 async 和 await 的浩大分子,它们都已“Async”为后缀和 Task 或
Task<TResult> 的回到类型。
例如,System.IO.Stream 类包括的点子
CopyToAsync、ReadAsync、WriteAsync 等方法以及协同方法 CopyTo、Read 和
Write。

Async /Await

在.NET Framework 4.0中添加.NET Framework
4.第55中学新的异步操作库(async/await),该包由多少个库组成:Microsoft.Bcl、Microsoft.Bcl.Async和Microsoft.Bcl.Build。

Install-Package Microsoft.Bcl.Async

注:asp.net
框架必须求升级.net framework框架才能选取 async/await

一旦那多少个音信是“Message : Could not load file or assembly ‘System.Core,
Version=2.0.5.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=7cec85d7bea7798e,
Retargetable=Yes’ or one of its dependencies. The given assembly name or
codebase was invalid. (Exception from HRESULT: 0x80131047)”,

那必要您去微软官网下载.net4.0的KB2468871补丁来安装。

C# 5引入了异步函数(asynchrnous
function)的定义。经常是指用async修饰符申明的,可

饱含await说明式的主意或匿名函数;

async关键字创造了三个状态机,类似于yield
return语句;await关键字只可以用于有用async修饰符表明的法子。async修饰符只好用来再次回到Task/Task<TResult>或void的办法。await只可以用来调用重返Task/Task<TResult>的点子;await会解除线程的隔断,完成调用的天职;等待任务成功后,获取结果,然后实施await关键字背后的代码;编写翻译器会把await的表明式后的代码应用
Task.ContinueWith
装进了四起,回调时暗中同意使用当前线程的同步上下文职务调度器;如若不利用同一的联合署名上下文,必须调用Task实例的ConfigureAwait(false)方法;

await msg.Content.ReadAsStringAsync().ConfigureAwait(false);

异步方法的扬言语法与任何方法完全相同,只是要包括async上下文关键字。async能够出

现行反革命归来类型在此以前的别的任务。async修饰符在变更的代码中从不效劳,也可省略不写,它明显发布了你的预期,告诉编写翻译器能够主动搜寻await表明式,也足以查找应该转换成异步调用和await表达式的块调用。

调用者和异步方法之间是透过重返值来通信的。异步函数的回到类型只能为:

Void
、Task、Task<TResult>;Task和Task<TResult>类型都表示三个只怕还未形成的操作。
Task<TResult>继承自Task。二者的界别是,Task<TResult>表示1个再次回到值为T类型的操作,而Task则不须要发出再次来到值。在某种意义上,你能够认为Task就是Task<void>类型;

从而将异步方法设计为能够回去void,是为着和事件处理程序包容。

异步方法签名的自律:全部参数都不可能应用out或ref修饰符。

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4.1 简介

1.3 使用职责履行基本的操作

在本节中,使用职分履行基本的操作,并且取得任务履行到位后的结果值。本节内容比较简单,在此不做过多介绍。

演示代码如下,在主线程中要获得结果值,常用的方法正是访问task.Result质量,假设职分线程还没实施达成,那么会阻塞主线程,直到线程执行完。假若任务线程执行实现,那么将一向获得运算的结果值。

Task 3中,使用了task.Status来打字与印刷线程的意况,线程各类情状的有血有肉意思,将在下一节中介绍。

static void Main(string[] args)
{
    // 直接执行方法 作为参照
    TaskMethod("主线程任务");

    // 访问 Result属性 达到运行结果
    Task<int> task = CreateTask("Task 1");
    task.Start();
    int result = task.Result;
    WriteLine($"运算结果: {result}");

    // 使用当前线程,同步执行任务
    task = CreateTask("Task 2");
    task.RunSynchronously();
    result = task.Result;
    WriteLine($"运算结果:{result}");

    // 通过循环等待 获取运行结果
    task = CreateTask("Task 3");
    WriteLine(task.Status);
    task.Start();

    while (!task.IsCompleted)
    {
        WriteLine(task.Status);
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
    }

    WriteLine(task.Status);
    result = task.Result;
    WriteLine($"运算结果:{result}");

    Console.ReadLine();
}

static Task<int> CreateTask(string name)
{
    return new Task<int>(() => TaskMethod(name));
}

static int TaskMethod(string name)
{
    WriteLine($"{name} 运行在线程 {CurrentThread.ManagedThreadId}上. 是否为线程池线程 {CurrentThread.IsThreadPoolThread}");

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));

    return 42;
}

运作结果如下,可知Task 1
Task 2均是运维在主线程上,并非线程池线程。

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线程


异步方法目的在于成为非阻止操作。异步方法中的 await
表明式在伺机的职责正在运营时,不会阻止当前线程。相反,表明式在三番五次时,注册格局的别的部分并将控件重临到异步方法的调用方。

async 和 await
关键字不会促成创设其余线程。
因为异步方法不会在其自身线程上运转,由此它不须求多线程。
只有当方法处于活动状态时,该办法将在当前联合上下文中运营并利用线程上的光阴。
能够选用 Task.Run 将占用大批量 CPU
的行事移到后台线程,不过后台线程不会补助正在守候结果的进度变为可用状态。

对于异步编制程序而言,该基于异步的点子优于差不离每种用例中的现有措施。
具体而言,此措施比 BackgroundWorker 更适用于 IO
绑定的操作,因为此代码更简约且无需防备争用标准。 结合 Task.Run
使用时,异步编制程序比 BackgroundWorker 更适用于 CPU
绑定的操作,因为异步编制程序将运维代码的协调细节与 Task.Run
传输至线程池的干活分别开来。

 

1.4 组合职分

在本节中,体现了职务之中一个精锐的功用,那便是整合任务。通过整合职责可很好的叙述任务与义务之间的异步、同步关系,大大降低了编制程序的难度。

构成职责重庆大学是通过task.ContinueWith()task.WhenAny()task.WhenAll()等和task.GetAwaiter().OnCompleted()主意来促成。

在使用task.ContinueWith()艺术时,要求注意它也可传递一层层的枚举选项TaskContinuationOptions,该枚举选项和TaskCreationOptions类似,其现实定义如下表所示。

成员名称 说明
AttachedToParent 如果延续为子任务,则指定将延续附加到任务层次结构中的父级。 只有当延续前面的任务也是子任务时,延续才可以是子任务。 默认情况下,子任务(即由外部任务创建的内部任务)将独立于其父任务执行。 可以使用 TaskContinuationOptions.AttachedToParent 选项以便将父任务和子任务同步。请注意,如果使用 DenyChildAttach 选项配置父任务,则子任务中的 AttachedToParent 选项不起作用,并且子任务将作为分离的子任务执行。有关更多信息,请参见Attached and Detached Child Tasks
DenyChildAttach 指定任何使用 TaskCreationOptions.AttachedToParent 选项创建,并尝试作为附加的子任务执行的子任务(即,由此延续创建的任何嵌套内部任务)都无法附加到父任务,会改成作为分离的子任务执行。 有关详细信息,请参阅附加和分离的子任务
ExecuteSynchronously 指定应同步执行延续任务。 指定此选项后,延续任务在导致前面的任务转换为其最终状态的相同线程上运行。如果在创建延续任务时已经完成前面的任务,则延续任务将在创建此延续任务的线程上运行。 如果前面任务的 CancellationTokenSource 已在一个 finally(在 Visual Basic 中为 Finally)块中释放,则使用此选项的延续任务将在该 finally 块中运行。 只应同步执行运行时间非常短的延续任务。由于任务以同步方式执行,因此无需调用诸如 Task.Wait 的方法来确保调用线程等待任务完成。
HideScheduler 指定由延续通过调用方法(如 Task.RunTask.ContinueWith)创建的任务将默认计划程序 (TaskScheduler.Default) 视为当前的计划程序,而不是正在运行该延续的计划程序。
LazyCancellation 在延续取消的情况下,防止延续的完成直到完成先前的任务。
LongRunning 指定延续将是长期运行的、粗粒度的操作。 它会向 TaskScheduler 提示,过度订阅可能是合理的。
None 如果未指定延续选项,应在执行延续任务时使用指定的默认行为。 延续任务在前面的任务完成后以异步方式运行,与前面任务最终的 Task.Status 属性值无关。 如果延续为子任务,则会将其创建为分离的嵌套任务。
NotOnCanceled 指定不应在延续任务前面的任务已取消的情况下安排延续任务。 如果前面任务完成的 Task.Status 属性是 TaskStatus.Canceled,则前面的任务会取消。 此选项对多任务延续无效。
NotOnFaulted 指定不应在延续任务前面的任务引发了未处理异常的情况下安排延续任务。 如果前面任务完成的 Task.Status 属性是 TaskStatus.Faulted,则前面的任务会引发未处理的异常。 此选项对多任务延续无效。
NotOnRanToCompletion 指定不应在延续任务前面的任务已完成运行的情况下安排延续任务。 如果前面任务完成的 Task.Status 属性是 TaskStatus.RanToCompletion,则前面的任务会运行直至完成。 此选项对多任务延续无效。
OnlyOnCanceled 指定只应在延续前面的任务已取消的情况下安排延续任务。 如果前面任务完成的 Task.Status 属性是 TaskStatus.Canceled,则前面的任务会取消。 此选项对多任务延续无效。
OnlyOnFaulted 指定只有在延续任务前面的任务引发了未处理异常的情况下才应安排延续任务。 如果前面任务完成的 Task.Status 属性是 TaskStatus.Faulted,则前面的任务会引发未处理的异常。OnlyOnFaulted 选项可保证前面任务中的 Task.Exception 属性不是 null。 你可以使用该属性来捕获异常,并确定导致任务出错的异常。 如果你不访问 Exception 属性,则不会处理异常。 此外,如果尝试访问已取消或出错的任务的 Result 属性,则会引发一个新异常。此选项对多任务延续无效。
OnlyOnRanToCompletion 指定只应在延续任务前面的任务已完成运行的情况下才安排延续任务。 如果前面任务完成的 Task.Status 属性是 TaskStatus.RanToCompletion,则前面的任务会运行直至完成。 此选项对多任务延续无效。
PreferFairness 提示 TaskScheduler 按任务计划的顺序安排任务,因此较早安排的任务将更可能较早运行,而较晚安排运行的任务将更可能较晚运行。
RunContinuationsAsynchronously 指定应异步运行延续任务。 此选项优先于 TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously。

演示代码如下所示,使用ContinueWith()OnCompleted()办法结合了职务来运作,搭配不一致的TaskCreationOptionsTaskContinuationOptions来落到实处不相同的遵从。

static void Main(string[] args)
{
    WriteLine($"主线程 线程 Id {CurrentThread.ManagedThreadId}");

    // 创建两个任务
    var firstTask = new Task<int>(() => TaskMethod("Frist Task",3));
    var secondTask = new Task<int>(()=> TaskMethod("Second Task",2));

    // 在默认的情况下 ContiueWith会在前面任务运行后再运行
    firstTask.ContinueWith(t => WriteLine($"第一次运行答案是 {t.Result}. 线程Id {CurrentThread.ManagedThreadId}. 是否为线程池线程: {CurrentThread.IsThreadPoolThread}"));

    // 启动任务
    firstTask.Start();
    secondTask.Start();

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(4));

    // 这里会紧接着 Second Task运行后运行, 但是由于添加了 OnlyOnRanToCompletion 和 ExecuteSynchronously 所以会由运行SecondTask的线程来 运行这个任务
    Task continuation = secondTask.ContinueWith(t => WriteLine($"第二次运行的答案是 {t.Result}. 线程Id {CurrentThread.ManagedThreadId}. 是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}"),TaskContinuationOptions.OnlyOnRanToCompletion | TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously);

    // OnCompleted 是一个事件  当contiuation运行完成后 执行OnCompleted Action事件
    continuation.GetAwaiter().OnCompleted(() => WriteLine($"后继任务完成. 线程Id {CurrentThread.ManagedThreadId}. 是否为线程池线程 {CurrentThread.IsThreadPoolThread}"));

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
    WriteLine();

    firstTask = new Task<int>(() => 
    {
        // 使用了TaskCreationOptions.AttachedToParent 将这个Task和父Task关联, 当这个Task没有结束时  父Task 状态为 WaitingForChildrenToComplete
        var innerTask = Task.Factory.StartNew(() => TaskMethod("Second Task",5), TaskCreationOptions.AttachedToParent);

        innerTask.ContinueWith(t => TaskMethod("Thrid Task", 2), TaskContinuationOptions.AttachedToParent);

        return TaskMethod("First Task",2);
    });

    firstTask.Start();

    // 检查firstTask线程状态  根据上面的分析 首先是  Running -> WatingForChildrenToComplete -> RanToCompletion
    while (! firstTask.IsCompleted)
    {
        WriteLine(firstTask.Status);

        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
    }

    WriteLine(firstTask.Status);

    Console.ReadLine();
}

static int TaskMethod(string name, int seconds)
{
    WriteLine($"任务 {name} 正在运行,线程池线程 Id {CurrentThread.ManagedThreadId},是否为线程池线程: {CurrentThread.IsThreadPoolThread}");

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));

    return 42 * seconds;
}

运行结果如下图所示,与预期结果一致。当中使用了task.Status来打字与印刷任务运维的动静,对于task.Status的景色具体意思如下表所示。

成员名称 说明
Canceled 该任务已通过对其自身的 CancellationToken 引发 OperationCanceledException 对取消进行了确认,此时该标记处于已发送信号状态;或者在该任务开始执行之前,已向该任务的 CancellationToken 发出了信号。 有关详细信息,请参阅任务取消
Created 该任务已初始化,但尚未被计划。
Faulted 由于未处理异常的原因而完成的任务。
RanToCompletion 已成功完成执行的任务。
Running 该任务正在运行,但尚未完成。
WaitingForActivation 该任务正在等待 .NET Framework 基础结构在内部将其激活并进行计划。
WaitingForChildrenToComplete 该任务已完成执行,正在隐式等待附加的子任务完成。
WaitingToRun 该任务已被计划执行,但尚未开始执行。

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异步和等待


假诺因此 async 修饰符钦命某种格局为异步方法,则可以启用以下五个职能。

  • 标记的异步方法能够应用 await 来内定悬挂点。await
    运算符文告编写翻译器异步方法唯有直到等待的异步进程做到才能接二连三通过该点。
    同时,控件重回至异步方法的调用方。 await
    表明式中异步方法的挂起无法使该方法退出,并且 finally 块不会运作。
  • 标志的异步方法本身能够通过调用它的法子等待

异步方法一般包罗 await 运算符的三个或多少个匹配项,但缺乏 await
表达式不会促成编写翻译器错误。 倘若异步方法未使用 await
运算符标记悬挂点,则该形式将作为共同方法执行,不管异步修饰符如何。
编译器将为此类措施公布二个警告。

Async 、async、Await 和 await 皆在此之前后文关键字。
有关更加多音讯和示范,请参见以下大旨:

  • async
  • await

线程池相当于线程和用户之间的二个抽象层,向程序员隐藏了选择线程的底细,使得程序员专心处理程序逻辑,而不是各个线程难题。

1.5 将APM格局转换为任务

在前头的章节中,介绍了基于IAsyncResult接口完结了BeginXXXX/EndXXXX主意的就叫APM情势。APM形式10分古老,那么怎么着将它转换为TAP情势呢?对于广大的几种APM方式异步职分,我们一般选用使用Task.Factory.FromAsync()方式来兑现将APM模式转换为TAP模式

以身作则代码如下所示,比较不难不作过多介绍。

static void Main(string[] args)
{
    int threadId;
    AsynchronousTask d = Test;
    IncompatibleAsychronousTask e = Test;

    // 使用 Task.Factory.FromAsync方法 转换为Task
    WriteLine("Option 1");
    Task<string> task = Task<string>.Factory.FromAsync(d.BeginInvoke("异步任务线程", CallBack, "委托异步调用"), d.EndInvoke);

    task.ContinueWith(t => WriteLine($"回调函数执行完毕,现在运行续接函数!结果:{t.Result}"));

    while (!task.IsCompleted)
    {
        WriteLine(task.Status);
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
    }
    WriteLine(task.Status);
    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));

    WriteLine("----------------------------------------------");
    WriteLine();

    // 使用 Task.Factory.FromAsync重载方法 转换为Task
    WriteLine("Option 2");

    task = Task<string>.Factory.FromAsync(d.BeginInvoke,d.EndInvoke,"异步任务线程","委托异步调用");

    task.ContinueWith(t => WriteLine($"任务完成,现在运行续接函数!结果:{t.Result}"));

    while (!task.IsCompleted)
    {
        WriteLine(task.Status);
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
    }
    WriteLine(task.Status);
    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));

    WriteLine("----------------------------------------------");
    WriteLine();

    // 同样可以使用 FromAsync方法 将 BeginInvoke 转换为 IAsyncResult 最后转换为 Task
    WriteLine("Option 3");

    IAsyncResult ar = e.BeginInvoke(out threadId, CallBack, "委托异步调用");
    task = Task<string>.Factory.FromAsync(ar, _ => e.EndInvoke(out threadId, ar));

    task.ContinueWith(t => WriteLine($"任务完成,现在运行续接函数!结果:{t.Result},线程Id {threadId}"));

    while (!task.IsCompleted)
    {
        WriteLine(task.Status);
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
    }
    WriteLine(task.Status);

    ReadLine();
}

delegate string AsynchronousTask(string threadName);
delegate string IncompatibleAsychronousTask(out int threadId);

static void CallBack(IAsyncResult ar)
{
    WriteLine("开始运行回调函数...");
    WriteLine($"传递给回调函数的状态{ar.AsyncState}");
    WriteLine($"是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");
    WriteLine($"线程池工作线程Id:{CurrentThread.ManagedThreadId}");
}

static string Test(string threadName)
{
    WriteLine("开始运行...");
    WriteLine($"是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");
    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));

    CurrentThread.Name = threadName;
    return $"线程名:{CurrentThread.Name}";
}

static string Test(out int threadId)
{
    WriteLine("开始运行...");
    WriteLine($"是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");
    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));

    threadId = CurrentThread.ManagedThreadId;
    return $"线程池线程工作Id是:{threadId}";
}

运维结果如下图所示。

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回来类型和参数


.NET Framework 异步编制程序中异步方法一般重回 Task 或 Task<TResult>。
在异步方法中,await 运算符应用于通过调用另四个异步方法重临的义务。

假定措施包括 Return (Visual Basic) 或内定项目 TResult 的操作数的 return
(C#) 语句,则将 Task<TResult> 钦定为回去类型。

一经艺术不含任何 return 语句或含有不回去操作数的 return 语句,则将 Task
用作再次回到类型。

下边包车型大巴言传身教演示怎么样申明并调用可回到 Task<TResult> 或 Task 的办法。

// Signature specifies Task<;TResult>

async Task<;int> TaskOfTResult_MethodAsync()

{

    int hours;

    // . . .

    // Return statement specifies an integer result.

    return hours;

}

 

// Calls to TaskOfTResult_MethodAsync

Task<;int> returnedTaskTResult = TaskOfTResult_MethodAsync();

int intResult = await returnedTaskTResult;

// or, in a single statement

int intResult = await TaskOfTResult_MethodAsync();

// Signature specifies Task

async Task Task_MethodAsync()

{

    // . . .

    // The method has no return statement.  

}

 

// Calls to Task_MethodAsync

Task returnedTask = Task_MethodAsync();

await returnedTask;

// or, in a single statement

await Task_MethodAsync();

各样重回的任务表示正在展开的行事。
职责可包裹有关异步进度景况的音信,如若未得逞,则最后会卷入来自进度的末段结出或过程引发的那么些。

异步方法还是能是 Sub 方法 (Visual Basic) 或具备 void 再次来到类型 (C#)。
该重回类型首要用来定义供给 void 重返类型的事件处理程序。
异步事件处理程序平时作为异步程序的开始点。

不能等待为 Sub 程序或享有 void
重返类型的异步方法,并且无效的回到方法的调用方不可能捕获该措施引发的别样尤其。

异步方法不能够表明 Visual Basic 中的 ByRef 参数或 C# 中的 ref 或 out
参数,但此办法能够调用具有此类参数的不二法门。

关于更多消息和示范,请参见异步重返类型(C# 和 Visual Basic)。
有关怎么样在异步方法中捕捉极度的更加多消息,请参见 try-catch(C# 参考)或
Try…Catch…Finally 语句 (Visual Basic)。

Windows 运营时编程中的异步 API 具有下列再次来到类型之一,它就如于义务:

  • IAsyncOperation,它对应于 Task<TResult>
  • IAsyncAction,它对应于 Task
  • IAsyncActionWithProgress
  • IAsyncOperationWithProgress

可是使用线程池也很复杂。有五个难点存在:

1.6 将EAP方式转换为天职

在上几章中有关系,通过BackgroundWorker类经过事件的点子完成的异步,我们叫它EAP形式。那么什么样将EAP形式转换为天职吗?很简短,大家只供给通过TaskCompletionSource类,即可将EAP方式转换为天职。

演示代码如下所示。

static void Main(string[] args)
{
    var tcs = new TaskCompletionSource<int>();

    var worker = new BackgroundWorker();
    worker.DoWork += (sender, eventArgs) =>
    {
        eventArgs.Result = TaskMethod("后台工作", 5);
    };

    // 通过此方法 将EAP模式转换为 任务
    worker.RunWorkerCompleted += (sender, eventArgs) =>
    {
        if (eventArgs.Error != null)
        {
            tcs.SetException(eventArgs.Error);
        }
        else if (eventArgs.Cancelled)
        {
            tcs.SetCanceled();
        }
        else
        {
            tcs.SetResult((int)eventArgs.Result);
        }
    };

    worker.RunWorkerAsync();

    // 调用结果
    int result = tcs.Task.Result;

    WriteLine($"结果是:{result}");

    ReadLine();
}

static int TaskMethod(string name, int seconds)
{
    WriteLine($"任务{name}运行在线程{CurrentThread.ManagedThreadId}上. 是否为线程池线程{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));

    return 42 * seconds;
}

运营结果如下图所示。

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参考资料


  • Microsoft Developer Network 基于义务的异步情势(TAP)
  • 使用 Async 和 Await
    的异步编制程序
  • 异步程序中的控制流

 

下载 Demo

下载 Demo TPL 与 AMP 和 EAP 结合

①获取线程池中的工作线程的结果比较难

1.7 实现撤除选项

在TAP方式中,完毕撤废选项和在此之前的异步形式一样,都以使用CancellationToken来落实,然则分化的是Task构造函数同意传入三个CancellationToken,从而在职务实际运转在此之前撤除它。

示范代码如下所示。

static void Main(string[] args)
{
    var cts = new CancellationTokenSource();
    // new Task时  可以传入一个 CancellationToken对象  可以在线程创建时  变取消任务
    var longTask = new Task<int>(() => TaskMethod("Task 1", 10, cts.Token), cts.Token);
    WriteLine(longTask.Status);
    cts.Cancel();
    WriteLine(longTask.Status);
    WriteLine("第一个任务在运行前被取消.");

    // 同样的 可以通过CancellationToken对象 取消正在运行的任务
    cts = new CancellationTokenSource();
    longTask = new Task<int>(() => TaskMethod("Task 2", 10, cts.Token), cts.Token);
    longTask.Start();

    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
        WriteLine(longTask.Status);
    }
    cts.Cancel();
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
        WriteLine(longTask.Status);
    }

    WriteLine($"这个任务已完成,结果为{longTask.Result}");

    ReadLine();
}

static int TaskMethod(string name, int seconds, CancellationToken token)
{
    WriteLine($"任务运行在{CurrentThread.ManagedThreadId}上. 是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");

    for (int i = 0; i < seconds; i++)
    {
        Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));
        if (token.IsCancellationRequested)
        {
            return -1;
        }
    }

    return 42 * seconds;
}

运作结果如下图所示,那里供给专注的是,假诺是在职分履行此前裁撤了职务,那么它的末梢状态是Canceled。假使是在履行进程中撤废义务,那么它的意况是RanCompletion

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②落成线程池中劳作线程执行的时序问题

1.8 处理职分中的很是

在职务中,处理非凡和别的异步格局处理相当类似,尽管能在所产生尤其的线程中处理,那么毫无在其余地点处理。不过对于一些不得预期的10分,那么能够透过两种艺术来拍卖。

能够经过拜访task.Result质量来处理10分,因为访问那一个脾气的Get方法会使如今线程等待直到该义务成功,并将相当传播给当下线程,那样就能够通过try catch语句块来捕获卓殊。其余利用task.GetAwaiter().GetResult()方法和第使用task.Result类似,同样可以捕获分外。假若是要捕获五个职责中的万分错误,那么能够通过ContinueWith()方法来拍卖。

实际怎么达成,演示代码如下所示。

static void Main(string[] args)
{
    Task<int> task;
    // 在主线程中调用 task.Result task中的异常信息会直接抛出到 主线程中
    try
    {
        task = Task.Run(() => TaskMethod("Task 1", 2));
        int result = task.Result;
        WriteLine($"结果为: {result}");
    }
    catch (Exception ex)
    {
        WriteLine($"异常被捕捉:{ex.Message}");
    }
    WriteLine("------------------------------------------------");
    WriteLine();

    // 同上 只是访问Result的方式不同
    try
    {
        task = Task.Run(() => TaskMethod("Task 2", 2));
        int result = task.GetAwaiter().GetResult();
        WriteLine($"结果为:{result}");
    }
    catch (Exception ex)
    {
        WriteLine($"异常被捕捉: {ex.Message}");
    }
    WriteLine("----------------------------------------------");
    WriteLine();

    var t1 = new Task<int>(() => TaskMethod("Task 3", 3));
    var t2 = new Task<int>(() => TaskMethod("Task 4", 4));

    var complexTask = Task.WhenAll(t1, t2);
    // 通过ContinueWith TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted的方式 如果task出现异常 那么才会执行该方法
    var exceptionHandler = complexTask.ContinueWith(t => {
        WriteLine($"异常被捕捉:{t.Exception.Message}");
        foreach (var ex in t.Exception.InnerExceptions)
        {
            WriteLine($"-------------------------- {ex.Message}");
        }
    },TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted);

    t1.Start();
    t2.Start();

    ReadLine();
}

static int TaskMethod(string name, int seconds)
{
    WriteLine($"任务运行在{CurrentThread.ManagedThreadId}上. 是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
    // 人为抛出一个异常
    throw new Exception("Boom!");
    return 42 * seconds;
}

运作结果如下所示,要求专注的是,假使在ContinueWith()主意中捕获八个任务发生的不胜,那么它的不胜类型是AggregateException,具体的丰硕音信包罗在InnerExceptions其间,要留意和InnerException区分。

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综上,大家在第贰章中提过的异步编制程序模型和依照事件的异步编制程序模型,那几个形式使得获取结果越发简单,传播也更自在,不过在拓展两个异步操作结合的时候,还索要编写制定大量的代码。对于第一个难点.NET 4.0建议了八个新的有关异步操作的API。叫做职分并行库(Task Parallel Library
简称 TPL)。

1.9 交互运行职务

本节中要害介绍了五个主意的运用,一个是等待组中全体职分都履行完结的Task.WhenAll()艺术,另二个是假设组中一个方式执行完结都实施的Task.WhenAny()方法。

实际使用,如下演示代码所示。

static void Main(string[] args)
{
    // 第一种方式 通过Task.WhenAll 等待所有任务运行完成
    var firstTask = new Task<int>(() => TaskMethod("First Task", 3));
    var secondTask = new Task<int>(() => TaskMethod("Second Task", 2));

    // 当firstTask 和 secondTask 运行完成后 才执行 whenAllTask的ContinueWith
    var whenAllTask = Task.WhenAll(firstTask, secondTask);
    whenAllTask.ContinueWith(t => WriteLine($"第一个任务答案为{t.Result[0]},第二个任务答案为{t.Result[1]}"), TaskContinuationOptions.OnlyOnRanToCompletion);

    firstTask.Start();
    secondTask.Start();

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(4));

    // 使用WhenAny方法  只要列表中有一个任务完成 那么该方法就会取出那个完成的任务
    var tasks = new List<Task<int>>();
    for (int i = 0; i < 4; i++)
    {
        int counter = 1;
        var task = new Task<int>(() => TaskMethod($"Task {counter}",counter));
        tasks.Add(task);
        task.Start();
    }

    while (tasks.Count > 0)
    {
        var completedTask = Task.WhenAny(tasks).Result;
        tasks.Remove(completedTask);
        WriteLine($"一个任务已经完成,结果为 {completedTask.Result}");
    }

    ReadLine();
}

static int TaskMethod(string name, int seconds)
{
    WriteLine($"任务运行在{CurrentThread.ManagedThreadId}上. 是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}");

    Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
    return 42 * seconds;
}

运转结果如下图所示。

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1.10 使用TaskScheduler配置职分履行

Task中,负义务务调度是TaskScheduler目的,FCL提供了五个派生自TaskScheduler的类型:线程池任务调度器(Thread
Pool Task Scheduler)
联合上下文任务调度器(Synchronization
Scheduler)
。暗许景况下有所应用程序都使用线程池义务调度器,可是在UI组件中,不使用线程池中的线程,避免跨线程更新UI,须求利用同步上下文职责调度器。能够经过履行TaskSchedulerFromCurrentSynchronizationContext()静态方法来博取对伙同上下文职分调度器的引用。

以身作则程序如下所示,为了延时同步上下文职分调度器,大家此次利用WPF来创建项目。

MainWindow.xaml 代码如下所示。

<Window x:Class="Recipe9.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
        xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
        xmlns:local="clr-namespace:Recipe9"
        mc:Ignorable="d"
        Title="MainWindow" Height="450" Width="800">
    <Grid>
        <TextBlock Name="ContentTextBlock" HorizontalAlignment="Left" Margin="44,134,0,0" VerticalAlignment="Top" Width="425" Height="40"/>
        <Button Content="Sync" HorizontalAlignment="Left" Margin="45,190,0,0" VerticalAlignment="Top" Width="75" Click="ButtonSync_Click"/>
        <Button Content="Async" HorizontalAlignment="Left" Margin="165,190,0,0" VerticalAlignment="Top" Width="75" Click="ButtonAsync_Click"/>
        <Button Content="Async OK" HorizontalAlignment="Left" Margin="285,190,0,0" VerticalAlignment="Top" Width="75" Click="ButtonAsyncOK_Click"/>
    </Grid>
</Window>

MainWindow.xaml.cs 代码如下所示。

/// <summary>
/// MainWindow.xaml 的交互逻辑
/// </summary>
public partial class MainWindow : Window
{
    public MainWindow()
    {
        InitializeComponent();
    }

    // 同步执行 计算密集任务 导致UI线程阻塞
    private void ButtonSync_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
    {
        ContentTextBlock.Text = string.Empty;

        try
        {
            string result = TaskMethod().Result;
            ContentTextBlock.Text = result;
        }
        catch (Exception ex)
        {
            ContentTextBlock.Text = ex.InnerException.Message;
        }
    }

    // 异步的方式来执行 计算密集任务 UI线程不会阻塞 但是 不能跨线程更新UI 所以会有异常
    private void ButtonAsync_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
    {
        ContentTextBlock.Text = string.Empty;
        Mouse.OverrideCursor = Cursors.Wait;

        Task<string> task = TaskMethod();
        task.ContinueWith(t => {
            ContentTextBlock.Text = t.Exception.InnerException.Message;
            Mouse.OverrideCursor = null;
        }, CancellationToken.None, TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted, TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext());
    }

    // 通过 异步 和 FromCurrentSynchronizationContext方法 创建了线程同步的上下文  没有跨线程更新UI 
    private void ButtonAsyncOK_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
    {
        ContentTextBlock.Text = string.Empty;
        Mouse.OverrideCursor = Cursors.Wait;
        Task<string> task = TaskMethod(TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext());

        task.ContinueWith(t => Mouse.OverrideCursor = null,
            CancellationToken.None,
            TaskContinuationOptions.None,
            TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext());
    }

    Task<string> TaskMethod()
    {
        return TaskMethod(TaskScheduler.Default);
    }

    Task<string> TaskMethod(TaskScheduler scheduler)
    {
        Task delay = Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(5));

        return delay.ContinueWith(t =>
        {
            string str = $"任务运行在{CurrentThread.ManagedThreadId}上. 是否为线程池线程:{CurrentThread.IsThreadPoolThread}";

            Console.WriteLine(str);

            ContentTextBlock.Text = str;
            return str;
        }, scheduler);
    }
}

运营结果如下所示,从左至右依次单击按钮,前多个按钮将会抓住这个。
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现实新闻如下所示。

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TPL能够看成线程池之上的又3个抽象层,其对程序员隐藏了与线程池交互的平底代码,并提供了更方便人民群众的细粒度的API。

参照书籍

本文首要参照了以下几本书,在此对这么些我表示真诚的多谢,感激你们为.Net的增加所做的贡献!

  1. 《CLR via C#》
  2. 《C# in Depth Third Edition》
  3. 《Essential C# 6.0》
  4. 《Multithreading with C# Cookbook Second Edition》
  5. 《C#三十二线程编制程序实战》

源码下载点击链接
示范源码下载

TPL的大旨概念是职务。1个任务代表了一个异步操作,该操作能够运用多样格局运转,能够行使或不使用独立线程运维。

作者水平有限,借使不当欢迎各位批评指正!

理所当然想趁待业时期的小运读完《Multithreading with C# Cookbook Second
艾德ition》那本书,并且享受做的相关笔记;可是出于小编方今职业规划和肉体原因,大概近年来都不曾时间来更新那些种类,没办法实现几天一更。请大家多多蕴含!可是小编一定会将以此连串全部翻新完结的!谢谢大家的支撑!

三个义务能够有多样格局和其他任务组合起来。例如,能够而且举行多少个职责,等待全数职责成功,然后运营二个职务对在此之前全体的职分结果开始展览部分计量。TPL与在此之前的形式比较,个中三个关键优势是其有着用于组合职责的方便人民群众的API。

拍卖职分中的十分结果也有多样形式。叁个职责能够由多种义务组成,那个职务也得以有独家的子义务,所以有1个AggregateException的定义。那种尤其能够捕获底层职务之中的有着尤其,并同意单独处理这个相当。

C#5.0中得以应用await和async关键词以平滑的,舒服的法子展开操作职分。

 

4.2 成立职分

创建职务有二种艺术:

1.直接成立任务实例,通超过实际例方法Start方法来运转职责

2.选取静态方法Task.Run和Task.Factory.StartNew来创建职分,两者都不须要呈现的调用start方法运营职分,分裂在于前者是后世的一种急速格局,后者能够使用附加的选项。

例:
1     class Program
2     {
3         static void Main(string[] args)
4         {
5             //第一种直接创建任务实例,需要用start方法来启动任务
6             var t1 = new Task(() => TaskMethod("Task 1"));
7             var t2 = new Task(() => TaskMethod("Task 2"));
8             t2.Start();
9             t1.Start();
10           //第二种通过Task.Factory.StartNew来创建任务
11           //这里Run方法只是Task.Factory.StartNew的一个快捷方式,Task.Factory.StartNew可以添加附加选项
12           Task.Run(() => TaskMethod("Task 3"));
13           Task.Factory.StartNew(() => TaskMethod("Task 4"));
14           //我们标记了该任务是长时间任务,结果该任务没有使用线程池,而是在单独的线程中运行
15           Task.Factory.StartNew(() => TaskMethod("Task 5"), TaskCreationOptions.LongRunning);
16           Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(1));
17         }
18 
19         static void TaskMethod(string name)
20         {
21             Console.WriteLine(
22                                 "Task {0} is running on a thread id {1}. Is thread pool thread: {2}",
23                                  name,
24                                 Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, 
25                                 Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);
26         }
27   }

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※由于并未对任务的时序做拍卖,所未来往执行每三回都只怕差别等。

※Task5采取的是单独线程的办法来运转,可是依照运转该职务的当前的职分调度程序(task scheduler),运营形式或然会不一样。

 

4.3运用职责履行基本的操作

最首要介绍怎么着从职分中收获结果。

1     class Program
2     {
3         static void Main(string[] args)
4         {
5              //启动主线程
6              TaskMethod("Main Thread Task");
7              //创建一个任务Task1,进行线程的同步
8              Task<int> task = CreateTask("Task 1");
9              task.Start();
10             //阻塞主线程,直到线程执行完成
11             int result = task.Result;
12             Console.WriteLine("Result is: {0}", result);
13 
14             //创建Taks2,使用RunSynchronously()方法进行同步
15             task = CreateTask("Task 2");
16             task.RunSynchronously();
17             result = task.Result;
18             Console.WriteLine("Result is: {0}", result);
19 
20             //创建Task3,此时不进行主线程的阻塞
21             task = CreateTask("Task 3");
22             Console.WriteLine(task.Status);
23             task.Start();
24 
25             //循环打印task的状态,直到任务完成
26             while (!task.IsCompleted)
27             {
28                 Console.WriteLine(task.Status);
29                 Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
30             } 
31             
32             Console.WriteLine(task.Status);
33             result = task.Result;
34             Console.WriteLine("Result is: {0}", result);
35         }
36 
37         //创建一个新任务
38         static Task<int> CreateTask(string name)
39         {
40             return new Task<int>(() => TaskMethod(name));
41         }
42 
43         //任务需要处理的方法
44         static int TaskMethod(string name)
45         {
46             Console.WriteLine("Task {0} is running on a thread id {1}. Is thread pool thread: {2}",
47             name, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);
48             Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
49             return 42;
50         }
51    }

举行理并了结果:

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4.4 组合职分

此处作者会学习到哪边将义务拓展重组,以及父子职责之间的实践。废话不说,有码

实例1:

1     class Program
2     {
3         static void Main(string[] args)
4         {
5             //打印主线程
6             TaskMethod("Main Task", 1);
7             //创建两个任务
8             var firstTask = new Task<int>(() => TaskMethod("First Task", 3));
9             var secondTask = new Task<int>(() => TaskMethod("Second Task", 2));
10 
11             //设置firstTask的后续操作
12             firstTask.ContinueWith(
13                 t => Console.WriteLine("The first answer is {0}. Thread id {1}, is thread pool thread: {2}",
14                     t.Result, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread),
15                 TaskContinuationOptions.OnlyOnRanToCompletion);
16 
17              //启动两个任务
18             firstTask.Start();
19             secondTask.Start();
20             //延时4秒,足够两个任务完成的时间※↓这句是关键
21             Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(4));
22 
23             //为secondTask设置一个后续操作,TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously尝试同步方式执行后续操作
24             Task continuation = secondTask.ContinueWith(
25                 t => Console.WriteLine("The second answer is {0}. Thread id {1}, is thread pool thread: {2}",
26                     t.Result, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread),
27                 TaskContinuationOptions.OnlyOnRanToCompletion | TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously);
28 
29             //为之前的后续操作也定义一个后续操作,这里使用了C#5.0的方法GetAwaiter().OnCompleted()
30             continuation.GetAwaiter().OnCompleted(
31                 () => Console.WriteLine("Continuation Task Completed! Thread id {0}, is thread pool thread: {1}",
32                     Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread));
33 
34             Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
35             Console.WriteLine();
36 
37             Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(10));
38         }
39 
40         static int TaskMethod(string name, int seconds)
41         {
42             Console.WriteLine("Task {0} is running on a thread id {1}. Is thread pool thread: {2}",
43                 name, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);
44             Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
45             return 42 * seconds;
46         }
47  }

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此间大家来看secondTask的再而三操作没有选拔到线程池,为何吧?

分解:由地点的代码我们看出,使用了TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously尝试同步格局实施后续操作,倘使继续操作时间尤其短暂,使用方面的艺术特别有功能的,因为放置在主线程进行运行要比放置在线程池中运作要快,那怎么会出现这么的情况吧,正是上边标记的延时期码的功绩,那段延时代码使得SecondTask后续操作正好获得了前边职责履行的结果。今后自个儿把  Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(4));注释掉再试一下,结果如下:

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觉得就如客栈打饭,四个人用餐,A帮B打饭。

先是种是:A打完饭后,发现B刚来,就一贯把饭给了B,然后B间接吃了

第叁种是:A打饭的时候,B正好也来了,于是四人联手站队,A打完饭后再把饭给了B

 

例2:演示了一晃父子职分之间的关联。

1 class Program
2     {
3         static void Main(string[] args)
4         {
5              //创建一个父任务
6              var firstTask = new Task<int>(() =>
7             {
8                 //创建一个子任务,使用TaskCreationOptions.AttachedToParent来标识
9                 var innerTask = Task.Factory.StartNew(
10                                         () => TaskMethod("Second Task", 5), 
11                                         TaskCreationOptions.AttachedToParent);
12               //创建一个子任务的后续操作,该后续操作也会影响父任务
13                innerTask.ContinueWith(
14                                         t => TaskMethod("Third Task", 2), 
15                                         TaskContinuationOptions.AttachedToParent);
16                 return TaskMethod("First Task", 2);
17             });
18 
19             //启动任务
20             firstTask.Start();
21 
22             //循环打印任务的状态
23             while (!firstTask.IsCompleted)
24             {
25                 Console.WriteLine(firstTask.Status);
26                 Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(0.5));
27             }
28             Console.WriteLine(firstTask.Status);
29 
30             Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(10));
31         }
32 
33         static int TaskMethod(string name, int seconds)
34         {
35             Console.WriteLine("Task {0} is running on a thread id {1}. Is thread pool thread: {2}",
36                 name, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);
37             Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
38             return 42 * seconds;
39         }

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地点结果展现,父任务必须等待全数的子任务成功才能到位,不过看不出来他们是同台依旧异步执行的。因为从First Task和Sencod
Task它们中间的运行时序上也看不出来他们是阿爸执行完了再履行的子职分,所以本身觉得把父职分的岁月调长一点,那回本身让父任务执行10s

修改:

   return TaskMethod(“First Task”, 2);  →   return TaskMethod(“First Task”,
10);

结果如下

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那回显得的都以firstTask的Running状态,所以应当能肯定父子之间暗中同意情状下也是异步执行的。因为父义务必须求等子任务全停止才能完结。

 

 

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