• [转].NET 4 并行(多核)编程系列之二 从Task开始


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    .NET 4 并行(多核)编程系列之二 从Task开始

             前言:我们一步步的从简单的开始讲述,还是沿用我一直的方式:慢慢演化,步步为营。
        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

      系列文章链接:

      .NET 4 并行(多核)编程系列之一入门介绍

      .NET 4 并行(多核)编程系列之二 从Task开始 

      .NET 4 并行(多核)编程系列之三 从Task的取消 

      .NET 4 并行(多核)编程系列之四 Task的休眠 

      .NET 并行(多核)编程系列之五 Task执行和异常处理 

      .NET 并行(多核)编程系列之六 Task基础部分完结篇 

      .NET 并行(多核)编程系列之七 共享数据问题和解决概述

        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:    

    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:    

    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:     

    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:     

      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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