（转）NET 4 并行（多核）编程系列之一从Task开始

水深无声 2021-12-09 23:49 144阅读 0赞

本篇文章的议题如下：  
    1.Task基础介绍  
    2.Task的创建

3.获取Task的执行结果

4. 补充细节

1.Task基础介绍

首先我们还是来看看一段简单的代码：

这里展示的只是一段简单的代码，不能显示出并行编程的特点。但是我们还是从最基本的开始看，慢慢进入深一点的话题。  
      
    如果你曾经用过.NET 中的多线程编程，比较一下，就会发现：这段代码虽然在底层还是使用了多线程，但是写法上却简化了很多，一行代码就实现了一个并行编程。  
      
    下面我们就从Task类开始谈。  
    Task类是Task Programming Library(TPL)中最核心的一个类，下面我将会像大家展示如何使用一些方法来创建不同类型的Task，  
取消Task，等待Task执行完成，获取Task执行后的结果和对异常进行处理。  
  
    在开始讨论之前，我们首先快速的看看之前的代码：  
    
    这个命名空间将会是我们之后在讲述并行编程经常使用的一个。这个空间包含了很多与并行编程有关的类。  
  
    还有一个要你使用的命名空间是：System.Threading,大家对这个应该比较熟悉了，之前的多线程编程常常使用到，这个空间下包含了一些在并行编程中用来协调数据的一些类。  
  
    上面代码中，最主要的代码如下：

Task.Factory.StartNew(()  =>   
            \{  
                Console.WriteLine( " Hello World " );  
            \});

我们用静态方法：Task.Factory.StartNew()来创建了一个最简单的Task--在屏幕上打印一句话。这段代码确实简单，而且都没有任何输入和需要返回的结果。  
  
    下面我们就正式进入议题：  
    2.Task的创建

如果只是创建一个简单的Task，我们只要为该Task提供一个执行体就行了，执行体可以是一个委托delegate或者action。我们之前展示的那段代码就是采用了lambda表达式来作为Task的执行体。  
  
    2.1 创建一个简单的Task

为了执行一个简单的Task，一般进行以下步骤：  
    首先，要创建一个Task类的实例，  
    然后，传入一个System.Action委托，这个委托中的方法就是这个Task运行时你要执行的方法，而且这个委托必须作为Task构造函数的一个参数传入。我们在传入委托作为参数的时候有多种方式：传入匿名委托，  
Lambda表达式或者一个显示什么方法的委托。  
    最后，调用Task实例的Start()方法来运行。  
      
    当这个Task实例开始运行的时候，它就被传给了内部的一个task scheduler，这个scheduler负责把我们创建的task交给底下的线程去执行。  
    下面就看看代码：

![ContractedBlock.gif][] ![ExpandedBlockStart.gif][] 代码

using  System;  
 using  System.Threading.Tasks;  
 namespace  Listing\_02  
\{  
     class  Listing\_02  
    \{  
         static   void  Main( string \[\] args)  
        \{  
  
             //  use an Action delegate and a named method   
             Task task1  =   new  Task( new  Action(printMessage));  
             //  use a anonymous delegate   
             Task task2  =   new  Task( delegate   
            \{  
                printMessage();  
            \});  
  
             //  use a lambda expression and a named method   
             Task task3  =   new  Task(()  =>  printMessage());  
             //  use a lambda expression and an anonymous method   
             Task task4  =   new  Task(()  =>   
            \{  
                printMessage();  
            \});  
  
            task1.Start();  
            task2.Start();  
            task3.Start();  
            task4.Start();  
             //  wait for input before exiting   
             Console.WriteLine( " Main method complete. Press enter to finish. " );  
            Console.ReadLine();  
        \}  
  
         static   void  printMessage()  
        \{  
            Console.WriteLine( " Hello World " );  
        \}  
    \}  
\}

不知道大家注意到了没有，上面代码创建Task的方法和我们之前的第一段代码的创建Task的方法不同。在之前我们采用的是Task.Factory.StartNew()方法来创建的，这个方法创建Task并且开始运行Task，其实两端代码的结果是一样的，这里给出一点建议：如果这是想简单的创建一个Task，那么使用Factory.NewStart()来创建，很简便，如果像对所创建的Task附加更多的定制和设置特定的属性，那么还是得一步一步的按照我们说的那些步骤来。(详细的我们后续会介绍的)  
  
    2.1 为创建的Task传入参数

我们之前提过，在创建Task的时候，我们在构造函数中传入了一个System.Action的委托，如果我们想要把一些参数传入到Task中，那么我 们可以传入System.Action<object>的委托，其中的那个object就是我们传入的参数。还是给大家举个例子：

![ContractedBlock.gif][] ![ExpandedBlockStart.gif][] 代码

using  System;  
 using  System.Threading.Tasks;  
 namespace  Listing\_04  
\{  
     class  Listing\_04  
    \{  
         static   void  Main( string \[\] args)  
        \{  
             string \[\] messages  =  \{  " First task " ,  " Second task " ,  
 " Third task " ,  " Fourth task "  \};  
             foreach  ( string  msg  in  messages)  
            \{  
                Task myTask  =   new  Task(obj  =>  printMessage(( string )obj), msg);  
                myTask.Start();  
            \}  
             //  wait for input before exiting   
             Console.WriteLine( " Main method complete. Press enter to finish. " );  
            Console.ReadLine();  
        \}  
  
         static   void  printMessage( string  message)  
        \{  
            Console.WriteLine( " Message: \{0\} " , message);  
        \}  
    \}  
\}

注意：我们在传入参数后，必须把参数转换为它们原来的类型，然后再去调用相应的方法。例子中，因为System.Action对应的方法是printMessage()方法，而这个方法的要求的参数类型是string，所以要转换为string。  
  
　**　****想向Task传入参素，只能用System.Action<object>**  
  
    3.获取Task的执行结果

如果要获取Task的结果，那么在创建Task的时候，就要采用Task<T>来实例化一个Task，其中的那个T就是task执行完成之后返回结果的类型。之后采用Task实例的Result属性就可以获取结果。  
    代码显示如下：

![ContractedBlock.gif][] ![ExpandedBlockStart.gif][] 代码

static   void  Main( string \[\] args)  
        \{  
             //  create the task   
             Task < int >  task1  =   new  Task < int > (()  =>   
            \{  
                 int  sum  =   0 ;  
                 for  ( int  i  =   0 ; i  <   100 ; i \++ )  
                \{  
                    sum  \+=  i;  
                \}  
                 return  sum;  
            \});  
              
            task1.Start();  
             //  write out the result   
             Console.WriteLine( " Result 1: \{0\} " , task1.Result);  
              
            Console.ReadLine();  
        \}

只有在task执行完成之后，才能获取到Result的值。  
  
    下面的代码展示了如何通过Task.Factory.StartNew<T>()创建一个Task，并且获取结果：

![ContractedBlock.gif][] ![ExpandedBlockStart.gif][] 代码

static   void  Main( string \[\] args)  
        \{  
             //  create the task   
             Task < int >  task1  =  Task.Factory.StartNew < int > (()  =>   
            \{  
                 int  sum  =   0 ;  
                 for  ( int  i  =   0 ; i  <   100 ; i \++ )  
                \{  
                    sum  \+=  i;  
                \}  
                 return  sum;  
            \});  
  
             //  write out the result   
             Console.WriteLine( " Result 1: \{0\} " , task1.Result);  
              
            Console.ReadLine();  
        \}

4. 补充细节

在创建Task的时候，Task有很多的构造函数的重载，一个主要的重载就是传入TaskCreateOptions的枚举：       
    TaskCreateOptions.None:用默认的方式创建一个Task  
    TaskCreateOptions.PreferFairness:请求scheduler尽量公平的执行Task(后续文章会将是，Task和线程一样，有优先级的)  
    TaskCreateOptions.LongRunning:声明Task将会长时间的运行。  
    TaskCreateOptions.AttachToParent:因为Task是可以嵌套的，所以这个枚举就是把一个子task附加到一个父task中。  
  
    最后要提到的一点就是，我们可以在Task的执行体中用Task.CurrentId来返回Task的唯一表示ID(int)。如果在Task执行体外使用这个属性就会得到null。  
  
    (熟悉WF的朋友，可以比较Task和WF的一些区别，因为我认为它们的设计思想很相近)  
  
    今天就到这里了，多谢大家！

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[ExpandedBlockStart.gif]: /images/20211209/fb303609eda94cd59d11362fcb6d234d.png