• 多线程之任务: Task 基础, 多任务并行执行, 并行运算(Parallel)


    Task - 基于线程池的任务(在 System.Threading.Tasks 命名空间下)

    • 多 Task 的并行执行
    • Parallel - 并行计算(在 System.Threading.Tasks 命名空间下)



    示例
    1、演示 Task(基于线程池的任务)的基本应用
    Thread/Tasks/TaskDemo.xaml

    复制代码
    <Page
        x:Class="XamlDemo.Thread.Tasks.TaskDemo"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:local="using:XamlDemo.Thread.Tasks"
        xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
        xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
        mc:Ignorable="d">
    
        <Grid Background="Transparent">
            <StackPanel Margin="120 0 0 0">
    
                <TextBlock Name="lblMsg" FontSize="14.667" />
    
                <Button Name="btnCreateTask" Content="执行一个没有返回值的任务" Click="btnCreateTask_Click_1" Margin="0 10 0 0" />
                <Button Name="btnCancelTask" Content="取消“执行一个没有返回值的任务”" Click="btnCancelTask_Click_1" Margin="0 10 0 0" />
                
                <Button Name="btnCreateTaskWithReturn" Content="执行一个带返回值的任务" Click="btnCreateTaskWithReturn_Click_1" Margin="0 30 0 0" />
                <Button Name="btnCancelTaskWithReturn" Content="取消“执行一个带返回值的任务”" Click="btnCancelTaskWithReturn_Click_1" Margin="0 10 0 0" />
    
            </StackPanel>
        </Grid>
    </Page>
    复制代码

    Thread/Tasks/TaskDemo.xaml.cs

    复制代码
    /*
     * Task - 基于线程池的任务(在 System.Threading.Tasks 命名空间下)
     */
    
    using System;
    using Windows.UI.Xaml;
    using Windows.UI.Xaml.Controls;
    using System.Threading.Tasks;
    using System.Threading;
    using Windows.UI.Core;
    
    namespace XamlDemo.Thread.Tasks
    {
        public sealed partial class TaskDemo : Page
        {
            /*
             * CancellationTokenSource - 用于取消 CancellationToken 
             *     Token - 一个 CancellationToken 类型的对象,用于关联 Task
             *     IsCancellationRequested - 是否收到了取消操作的请求
             *     Cancel() - 发出取消操作的请求
             *     
             * CancellationToken - 用于关联 Task,以便取消 Task
             *     IsCancellationRequested - 是否收到了取消操作的请求
             *     WaitHandle - 信号,可以通过 WaitHandle.WaitOne() 在当前线程等待
             *     ThrowIfCancellationRequested() - 如果收到了取消操作的请求,则抛出一个 OperationCanceledException 异常
             */
            private CancellationTokenSource _cts;
    
            public TaskDemo()
            {
                this.InitializeComponent();
            }
    
            private void btnCreateTask_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
            {
                _cts = new CancellationTokenSource();
    
                // 实例化一个 Task,可随时通过 task.Status 获取任务状态
                Task task = new Task(
                    (ctx) => // 任务所调用的方法,没有返回值
                    {
                        // 在当前线程上阻塞 3000 毫秒(当收到取消请求时会发出信号,停止阻塞)
                        _cts.Token.WaitHandle.WaitOne(3000);
    
                        // 收到取消操作的请求后抛出一个 OperationCanceledException 异常,其会导致 task.IsCanceled 的值变为 true
                        // 此处的代码等同于 _cts.Token.ThrowIfCancellationRequested();
                        if (_cts.IsCancellationRequested)
                            throw new OperationCanceledException(_cts.Token);
                    },
                    null, // 上下文对象,task.AsyncState 可获取到此对象,上面的 ctx 也可获取到此对象
                    _cts.Token // 关联的 CancellationToken 对象,用于取消操作
                );
    
                // 开始执行任务
                task.Start();
                // task.Wait(); 在当前线程上等待任务执行完
                lblMsg.Text = "执行了一个没有返回值的任务,3 秒后执行完毕";
    
                // 任务执行完毕后的处理(注:ContinueWith 方法支持任意次回调,即可以写多个 task.ContinueWith() 都会被回调)
                task.ContinueWith(
                    (ctx) => // 任务执行完毕后所调用的方法
                    {
                        if (ctx.IsCanceled) // 任务被取消
                        {
                            var ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High,
                                () =>
                                {
                                    lblMsg.Text += Environment.NewLine;
                                    lblMsg.Text += "取消了“执行一个没有返回值的任务”";
                                });
                        }
                        if (ctx.IsFaulted) // 任务发生了一个未处理异常
                        {
                            var ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High,
                                () =>
                                {
                                    lblMsg.Text += Environment.NewLine;
                                    lblMsg.Text += "“执行一个没有返回值的任务”发生了一个未处理异常";
                                });
                        }
                        if (ctx.IsCompleted) // 任务已完成(任务成功地执行完毕或被取消或发生了未处理异常都会 ctx.IsCompleted == true)
                        {
                            var ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High,
                                () =>
                                {
                                    lblMsg.Text += Environment.NewLine;
                                    lblMsg.Text += "“执行一个没有返回值的任务”执行完成,taskId: " + ctx.Id.ToString();
                                });
                        }
                    });
            }
    
            private void btnCancelTask_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
            {
                // 发出取消操作的请求
                _cts.Cancel();
                // _cts.CancelAfter(1000); // 1000 毫秒后发出取消操作的请求
            }
    
    
    
            private void btnCreateTaskWithReturn_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
            {
                _cts = new CancellationTokenSource();
    
                Func<object, string> handler = delegate(object state) // state 是传递过来的上下文对象
                {
                    // 在当前线程上阻塞 3000 毫秒(当收到取消请求时会发出信号,停止阻塞)
                    _cts.Token.WaitHandle.WaitOne(3000);
    
                    // 收到取消操作的请求后抛出一个 OperationCanceledException 异常,其会导致 task.IsCanceled 的值变为 true
                    // 此处的代码等同于 _cts.Token.ThrowIfCancellationRequested();
                    if (_cts.IsCancellationRequested)
                        throw new OperationCanceledException(_cts.Token);
    
                    return "我是“执行一个带返回值的任务”的返回值";
                };
    
                // Task.Factory.StartNew() - 创建任务并马上执行,可随时通过 task.Status 获取任务状态
                // Task.Run() 同样是创建任务并马上执行
                Task<string> task = Task.Factory.StartNew<string>(
                    handler, // 任务所调用的方法,带返回值
                    null, // 上下文对象,task.AsyncState 可获取到此对象
                    _cts.Token // 关联的 CancellationToken 对象,用于取消操作
                );
                lblMsg.Text = "执行了一个带返回值的任务,3 秒后执行完毕";
    
                // 任务执行完毕后的处理(注:ContinueWith 方法支持任意次回调,即可以写多个 task.ContinueWith() 都会被回调)
                task.ContinueWith(
                    (ctx) =>
                    {
                        if (ctx.IsCanceled) // 任务被取消
                        {
                            var ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High,
                                () =>
                                {
                                    lblMsg.Text += Environment.NewLine;
                                    lblMsg.Text += "取消了“执行一个带返回值的任务”";
                                });
                        }
                        if (ctx.IsFaulted) // 任务发生了一个未处理异常
                        {
                            var ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High,
                                () =>
                                {
                                    lblMsg.Text += Environment.NewLine;
                                    lblMsg.Text += "“执行一个带返回值的任务”发生了一个未处理异常";
                                });
                        }
                        if (ctx.IsCompleted) // 任务已完成(任务成功地执行完毕或被取消或发生了未处理异常都会 ctx.IsCompleted == true)
                        {
                            var ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High,
                                () =>
                                {
                                    lblMsg.Text += Environment.NewLine;
                                    lblMsg.Text += "“执行一个带返回值的任务”执行完成,taskId: " + ctx.Id.ToString();
                                });
    
                            // 当任务成功地执行完毕时,输出任务的返回值
                            if (!ctx.IsCanceled && !ctx.IsFaulted)
                            {
                                ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High,
                                () =>
                                {
                                    lblMsg.Text += Environment.NewLine;
                                    // 任务的返回值
                                    lblMsg.Text += ctx.Result;
                                });
                            }
                        }
                    });
            }
    
            private void btnCancelTaskWithReturn_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
            {
                // 发出取消操作的请求
                _cts.Cancel();
                // _cts.CancelAfter(1000); // 1000 毫秒后发出取消操作的请求
            }
        }
    }
    复制代码


    2、演示多 Task 的并行执行
    Thread/Tasks/MultiTask.xaml

    复制代码
    <Page
        x:Class="XamlDemo.Thread.Tasks.MultiTask"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:local="using:XamlDemo.Thread.Tasks"
        xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
        xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
        mc:Ignorable="d">
    
        <Grid Background="Transparent">
            <StackPanel Margin="120 0 0 0">
    
                <TextBlock Name="lblMsg" FontSize="14.667" />
    
                <Button Name="btnCreateMultiTask" Content="任务并行执行" Click="btnCreateMultiTask_Click_1" Margin="0 10 0 0" />
    
            </StackPanel>
        </Grid>
    </Page>
    复制代码

    Thread/Tasks/MultiTask.xaml.cs

    复制代码
    /*
     * 演示多 Task 的并行执行
     * 
     * 注:
     * 本例中同时创建了三个任务 task1, task2, task3,但是由于 Task 是基于线程池的,所以三个任务的启动时间是不一样的,启动顺序是不一定的
     * 启动顺序可能是 task1->task2->task3,也可能是 task3->task2->task1,也可能是 task2->task3->task1,等等等等都有可能,是不一定的
     */
    
    using System;
    using System.Threading.Tasks;
    using Windows.UI.Xaml;
    using Windows.UI.Xaml.Controls;
    
    namespace XamlDemo.Thread.Tasks
    {
        public sealed partial class MultiTask : Page
        {
            private static int _count = 0;
    
            public MultiTask()
            {
                this.InitializeComponent();
            }
    
            private void btnCreateMultiTask_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
            {
                // 创建并执行任务1
                Task task1 = Task.Run(
                    () =>
                    {
                        new System.Threading.ManualResetEvent(false).WaitOne(3000);
                        System.Threading.Interlocked.Increment(ref _count);
                    });
                // 创建并执行任务2
                Task task2 = Task.Run(
                    () =>
                    {
                        new System.Threading.ManualResetEvent(false).WaitOne(3000);
                        System.Threading.Interlocked.Increment(ref _count);
                    });
                // 创建并执行任务3
                Task task3 = Task.Run(
                   () =>
                   {
                       new System.Threading.ManualResetEvent(false).WaitOne(3000);
                       System.Threading.Interlocked.Increment(ref _count);
                   });
    
                // 将所有任务合成一个 Task 对象,不会阻塞 UI 线程,通过 task.ContinueWith() 获取结果
                Task task = Task.WhenAll(task1, task2, task3);
                // Task.WaitAll(task1, task2, task3); 等待所有任务完成,会阻塞 UI 线程
    
                DateTime dt = DateTime.Now;
    
                // task 执行完毕后的处理,即所有任务执行完毕后的处理
                task.ContinueWith(
                    (ctx) =>
                    {
                        var ignored = Dispatcher.RunAsync(Windows.UI.Core.CoreDispatcherPriority.High,
                            () =>
                            {
                                lblMsg.Text = "count: " + _count.ToString() + ", 执行时间: " + (DateTime.Now - dt).TotalSeconds.ToString() + "秒";
                            });
                    });
            }
        }
    }
    复制代码


    3、演示 Parallel(并行计算)的基本应用
    Thread/Tasks/ParallelDemo.xaml

    复制代码
    <Page
        x:Class="XamlDemo.Thread.Tasks.ParallelDemo"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:local="using:XamlDemo.Thread.Tasks"
        xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
        xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
        mc:Ignorable="d">
    
        <Grid Background="Transparent">
            <StackPanel Margin="120 0 0 0">
    
                <TextBlock Name="lblMsg1" FontSize="14.667" />
                <TextBlock Name="lblMsg2" FontSize="14.667" />
    
                <Button Name="btnCreateParallel" Content="执行一个并行运算(Parallel)" Click="btnCreateParallel_Click_1" Margin="0 10 0 0" />
    
                <Button Name="btnCancelParallel" Content="取消" Click="btnCancelParallel_Click_1" Margin="0 10 0 0" />
    
            </StackPanel>
        </Grid>
    </Page>
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    Thread/Tasks/ParallelDemo.xaml.cs

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    /*
     * Parallel - 并行计算(在 System.Threading.Tasks 命名空间下)
     * 
     * Parallel.For() - for 循环的并行运算 
     * Parallel.ForEach() - foreach 循环的并行运算 
     * Parallel.Invoke() - 并行调用多个 Action
     * PLINQ - LINQ to Object 的并行运算
     * 
     * 
     * 本例通过 Parallel.Invoke() 来演示并行运算
     * 其它并行运算的说明参见:http://www.cnblogs.com/webabcd/archive/2010/06/03/1750449.html
     */
    
    using System.Threading;
    using System.Threading.Tasks;
    using Windows.UI.Xaml;
    using Windows.UI.Xaml.Controls;
    
    namespace XamlDemo.Thread.Tasks
    {
        public sealed partial class ParallelDemo : Page
        {
            private CancellationTokenSource _cts;
    
            public ParallelDemo()
            {
                this.InitializeComponent();
            }
    
            private void btnCreateParallel_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
            {
                if (_cts != null)
                    _cts.Cancel();
                _cts = new CancellationTokenSource();
    
                // Parallel 的相关配置
                ParallelOptions parallelOptions = new ParallelOptions() 
                {
                    CancellationToken = _cts.Token, // Parallel 关联的 CancellationToken 对象,用于取消操作
                    MaxDegreeOfParallelism = 10 // Parallel 的最大并行数
                };
                
                // 并行执行多个 Action(不支持 Func)
                Parallel.Invoke(
                    parallelOptions,
                    () =>
                        Task1(parallelOptions.CancellationToken),
                    () =>
                        Task2(parallelOptions.CancellationToken));
            }
    
            // Action 1
            private void Task1(CancellationToken token)
            {
                Task task = Task.Factory.StartNew(
                    () =>
                    {
                        int count = 0;
                        // 未被取消则一直运行
                        while (!token.IsCancellationRequested)
                        {
                            count++;
    
                            var ignored = Dispatcher.RunAsync(Windows.UI.Core.CoreDispatcherPriority.High,
                                () =>
                                {
                                    lblMsg1.Text = "count1: " + count.ToString();
                                });
    
                            token.WaitHandle.WaitOne(100);
                        }
                    },
                    token);
            }
    
            // Action 2
            private void Task2(CancellationToken token)
            {
                Task task = Task.Factory.StartNew(
                    () =>
                    {
                        int count = 0;
                        // 未被取消则一直运行
                        while (!token.IsCancellationRequested)
                        {
                            count++;
    
                            var ignored = Dispatcher.RunAsync(Windows.UI.Core.CoreDispatcherPriority.High,
                                () =>
                                {
                                    lblMsg2.Text = "count2: " + count.ToString();
                                });
    
                            token.WaitHandle.WaitOne(100);
                        }
                    },
                    token);
            }
    
            // 取消并行运算
            private void btnCancelParallel_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
            {
                if (_cts != null)
                    _cts.Cancel();
            }
        }
    }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/ansen312/p/5942882.html
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