Parallel World 4 – Parallel Task (1)

I. 概述

在.NET Framework 4之前，如果我们要使用多核或者多CPU的优势，我们需要使用多线程的方式（大家感兴趣可以参考我的另一篇关于线程方面的文章）。在.NET Framework 4中，微软提供了一个新的命名空间System.Threading.Tasks来实现并行，通常被称为TPL。TPL引入了一种新的基于task的编程模型，我们使用它可以很轻松的实现并行，使开发人员从跟底层的Thread打交道的方式解放出来。但是注意task并没有取代thread, 而实际上task是基于thread的，这一系列文章之后我会写一篇关于二者之间关系的文章。

II. 创建和启动Task

static void Main(string[] args)
{

    //Action
    Task task1 = new Task(new Action(CubicSum));
    //Anonymous Method
    Task task2 = new Task(delegate { CubicSum(); });
    //Lambda Expression and a named method
    Task task3 = new Task(() => CubicSum());
    //Lambda Expression and an anonymous method
    Task task4 = new Task(() => { CubicSum(); });

    task1.Start();
    task2.Start();
    task3.Start();
    task4.Start();

    Console.ReadLine();
}

在上述代码中，我们使用了多种方式，大家可以自己尝试一下。是不是创建和启动一个task很容易。注意，要引入System.Threading.Tasks。

在创建Task的时候，我们还可以通过TaskCreationOptions枚举为它设置一些选项。

None	Task将采用默认行为
AttachedToParent	Task将依附于它的父Task
LongRunning	Task将长时间运行
PreferFairness	请求Task Schedule使这个task尽量“公平”地运行

III. 获得Task执行后的返回结果

可以使用Task<TResult>来获得Task执行后的返回结果。我们改写QuadraticSum()方法，让它可以返回值。

private static double QuadraticSum()
{
    double sum = 0;
    var sw = Stopwatch.StartNew();
    for (int i = 0; i < NUM_MAX; i++)
    {
        sum = sum + (2 * i + 1) * (i + 1) * i / 6;
    }

    return sum;
}


static void Main(string[] args)
{

    Task<double> task1 = new Task<double>(() => QuadraticSum());

    task1.Start();

    Console.WriteLine("Result is: {0}",task1.Result);

    Console.ReadLine();
}

IV. 取消Task

private const int NUM_MAX = 100000000;

static void Main(string[] args)
{
    //create a CancellationTokenSource
    CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();

    //create a CancellationToken via CancellationTokenSource
    CancellationToken token = tokenSource.Token;

    //create a Task with a CancellationToken
    Task task1 = new Task(() =>
    {
        double sum = 0;
        for (int i = 0; i < NUM_MAX; i++)
        {
            sum = sum + (2 * i + 1) * (i + 1) * i / 6;
        }
    },token);

    task1.Start();

    Console.WriteLine("Cancelling task");
    //cancel the task
    tokenSource.Cancel();

    Console.ReadLine();
}

1. 通过上述代码我们可以看到如何Cancel一个Task的基本步骤:

第一步：创建一个CancellationTokenSource

第二步：创建一个CancellationToken

第三步：把CancellationToken作为一个参数，传递到Task中

第四步：调用CancellationTokenSource的Cancel()方法

当然我们也可以取消多个Task：只要把CancellationToken作为一个参数，传递到每一个Task中，然后当系统调用CancellationTokenSource的Cancel()方法时，就可以取消所有使用CancellationToken的Task, 当然这些Task要使用同一个CancellationToken

2. 使用连接CancellationToken类取消Task

我们可以使用System.Threading.CancellationTokenSource.CreateLinkedTokenSource()来连接多个CancellationTokenSource，只要其中一个调用CancellationTokenSource的Cancel()方法，所有使用这个连接CancellationTokenSource的Task都会被取消。

private const int NUM_MAX = 100000000;

static void Main(string[] args)
{

    //create multipule CancellationTokenSources
    CancellationTokenSource tokenSource1 = new CancellationTokenSource();
    CancellationTokenSource tokenSource2 = new CancellationTokenSource();
    CancellationTokenSource tokenSource3 = new CancellationTokenSource();

    //linked these multipule CancellationTokenSources
    CancellationTokenSource LinkedTokenSource = CancellationTokenSource.CreateLinkedTokenSource(tokenSource1.Token, tokenSource2.Token, tokenSource3.Token);

    //create a CancellationToken via linked CancellationTokenSource
    CancellationToken token = LinkedTokenSource.Token;

    //create a Task with a CancellationToken
    Task task1 = new Task(() =>
    {
        double sum = 0;
        for (int i = 0; i < NUM_MAX; i++)
        {
            sum = sum + (2 * i + 1) * (i + 1) * i / 6;
        }
    }, token);

    //create a Task with a CancellationToken
    Task task2 = new Task(() =>
    {
        double sum = 0;
        for (int i = 0; i < NUM_MAX; i++)
        {
            sum = sum + (2 * i + 1) * (i + 1) * i / 6;
        }
    }, token);

    task1.Start();
    task2.Start();

    Console.WriteLine("Cancelling all the tasks");
    //cancel all the tasks
    tokenSource2.Cancel();

    Console.ReadLine();
}