線程池和任務

1. 線程池

• 創建線程和銷毀線程是一個昂貴的操作，要耗費大量的時間。由於操作系統必須調度可運行的線程並執行上線文切換，所以太多的線程還對性能不利。

  為了改善這個情況，clr包含了代碼來管理他自己的線程池。

  線程池是你的應用程序能使用的線程集合。

  線程池內部會維護一個 操作請求隊列。應用程序執行一個非同步請求操作時，將一個記錄項（entry）追加到線程池的隊列中。線程池的代碼從這個對立中

  提取記錄項，將這個記錄項派發（dispatch）給一個線程池線程。

  當線程池完成任務後，線程不會被銷毀。相反，線程會回到線程池，在哪裡進入空閑狀態，等待相應另一個請求。由於線程不銷毀自身，所以不在再產生額外的性能損失；

我們來演示以線程池的方式非同步的調用一個方法

public static void MainThreadPool()

{

Console.WriteLine("主線程非同步操作隊列");

ThreadPool.QueueUserWorkItem(ThreadProc);

Console.WriteLine("主線程做其他工作");

Thread.Sleep(1000);//模擬其他工作

Console.WriteLine("主線程運行結束");

Console.ReadLine();

}

///

/// 與委託WaitCallback 簽名相同的回掉方法

///

/// 如果使用的是QueueUserWorkItem(WaitCallback callBack)，該參數默認為null

static void ThreadProc(Object stateInfo)

{

Console.WriteLine("線程池工作線程執行回掉");

Thread.Sleep(1000); //模擬其他工作

}

輸出：

任務

1. 很容易使用ThreadPool的QueueUserWorkItem方法發起一次非同步的計算限制操作。但這個技術有許多限制。最大的問題是沒有內置的機制 讓你知道操作在什麼時候完成，也沒有機制在操作完成時得到返回值。為了克服這些限制（並解決其他一些問題），微軟引入了任務的概念。

   通過using System.Threading.Tasks 命名空間中的類型來使用任務。

2. 創建任務

public static void RunGetStartTask()

{

//創建方式之一 ：通過task的構造函數

Task t1 = new Task(Task1);

//創建方式之二：通過task工廠調用StartNew 創建並並啟用

Task t2 = Task.Factory.StartNew(Task2);

Console.WriteLine("t1任務Start之前狀態：{0},t2任務狀態：{1}", t1.Status, t2.Status);

t1.Start();

Console.WriteLine("t1任務Start之後狀態：{0},t2任務狀態：{1}", t1.Status, t2.Status);

Task.WaitAll(t1, t2);

Console.WriteLine("主線程執行完畢");

Console.WriteLine("t1最終狀態：{0},t2最終狀態：{1}", t1.Status, t2.Status);

Console.ReadLine();

}

public static void Task1()

{

Thread.Sleep(1000);

Console.WriteLine("運行task1");

}

public static void Task2()

{

Thread.Sleep(2000);

Console.WriteLine("運行task2");

}

輸出

1. 理解任務狀態和生命周期

• task實例的執行取決於底層硬體和運行時可用的資源。因此，在您獲取了有關task實例的任何信息後，這個狀態可能會發生改變，因為task實例的狀態也在同時發生改變。當task到達它的3種可能的最終之一時，它再也回不去之前的任何狀態了，如圖所示。

• T初始狀態：task實例有3種可能的初始狀態，詳細說明如圖

• 最終狀態：接下來，task實例可以轉換到running狀態，並且最終轉變到一個最終狀態。

  如果task實例有關聯的子任務，那麼就不能認為這個task完成了，並且這個task將轉變到WaitingForChildrenToComplete 狀態。當task實例的子任務都完成後，這個Task將進入3種可能的最終狀態之一。詳細說明如下如圖

1. 取消任務

• 如果想中斷task實例的執行，可以通過取消標記（Cancellation Token）

• CancellationTokenSource 能夠初始化取消的請求，而CancellationToken能夠將這些請求傳遞給非同步的操作。

public static void RunGetStartTaskCancel()

{

var cts = new CancellationTokenSource();

var ct = cts.Token;

var sw = Stopwatch.StartNew();

var t1 = Task.Factory.StartNew(() => Task1Cancel(ct), ct);

var t2 = Task.Factory.StartNew(() => Task2Cancel(ct), ct);

//主線程模擬1秒

Thread.Sleep(1000);

cts.Cancel();

try

{

if (!Task.WaitAll(new Task[] { t1, t2 }, 3000))

{

Console.WriteLine("Task1Cancel 和 Task2Cancel 超過了2秒完成.");

Console.WriteLine("t1狀態" + t1.Status.ToString());

Console.WriteLine("t2狀態" + t2.Status.ToString());

Console.ReadLine();

}

Console.ReadLine();

}

catch (AggregateException ex)

{

foreach (Exception innerException in ex.InnerExceptions)

{

Debug.WriteLine(innerException.ToString());

Console.WriteLine("異常消息：" + innerException.ToString());

}

if (t1.IsCanceled)

{

Console.WriteLine("t1 task 運行Task1Cancel 已取消");

}

if (t1.IsCanceled)

{

Console.WriteLine("t2 task 運行Task2Cancel 已取消");

}

Console.WriteLine("耗時" + sw.Elapsed.ToString());

Console.WriteLine("完成");

Console.ReadLine();

}

}

public static void Task1Cancel(CancellationToken ct)

{

ct.ThrowIfCancellationRequested();

var sw = Stopwatch.StartNew();

Thread.Sleep(1000);

Console.WriteLine("運行task1");

Console.WriteLine("task1:" + sw.Elapsed.ToString());

ct.ThrowIfCancellationRequested();

}

public static void Task2Cancel(CancellationToken ct)

{

ct.ThrowIfCancellationRequested();

var sw = Stopwatch.StartNew();

Thread.Sleep(2000);

Console.WriteLine("運行task2");

Console.WriteLine("task2:" + sw.Elapsed.ToString());

}

從任務獲取返回值

• 目前，我們的任務實例還沒有返回值，他們都是運行一些不返回值的委託。正如開頭將的，任務是可以有返回值的。通過使用Task實例，其中TResult要替換為返回類型。

public static void RunGetStartTaskResult()

{

var t1 = Task.Factory.StartNew(() => GetTask1("ChengTian"));

//等待t1 完成

t1.Wait();

var t2 = Task.Factory.StartNew(() =>

{

for (int i = 0; i < t1.Result.Count; i++)

{

Console.WriteLine(t1.Result[i]);

}

});

Console.WriteLine("結束");

Console.ReadLine();

}

public static List GetTask1(string ss)

{

Thread.Sleep(1000);

return ss.ToList();

}

輸出返回值

通過延續串聯任務

• 改造下上面的例子，在t1任務完成之後啟動t2任務

public static void RunGetStartTaskContinueWith()

{

var t1 = Task.Factory.StartNew(() => GetTask1("ChengTian"));

var t2 = t1.ContinueWith(t =>

{

for (int i = 0; i < t1.Result.Count; i++)

{

Console.WriteLine(t1.Result[i]);

}

});

Console.WriteLine("結束");

Console.ReadLine();

}

可以在任何任務實例上調用ContinueWith方法，創建一個延續。 你也可以串聯很多任務，然後等待最後一個任務（在這個實例中為t2）執行完成.

（本文轉載自博客園）

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