C#多线程与异步

时间：2020-10-16 10:57:42 阅读：22 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

标签：col 线程池 otn 默认 cep 创建 start ring wait

1、什么是异步同步

如果一个方法被调用，调用者需要等待该方法被执行完毕之后才能继续执行，则是同步。

如果方法被调用后立刻返回，即使该方法是一个耗时操作，也能立刻返回到调用者，调用者不需要等待该方法，则称之为异步。

异步编程需要用到Task任务函数，不返回值的任务由 System.Threading.Tasks.Task 类表示。返回值的任务由 System.Threading.Tasks.Task<TResult> 类表示，该类从Task 继承。

C#提供了基于任务的异步编程方法（TPL），更多资料在《.NET 中的并行编程》https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/standard/parallel-programming/

先来个例子看下Task的基本用法。

static void Main(string[] args)
{
    var task = new Task(() =>
    {
       Console.WriteLine($"hello, task的线程ID为{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
       Console.WriteLine("task start....");
       Thread.Sleep(2000);
       Console.WriteLine("task end....");
    });
    task.Start();
    Console.WriteLine("main start....");
    Thread.Sleep(1000);
    Console.WriteLine("main end....");
    Console.ReadLine();
}

运行结果为：

技术图片

2、Task的三种启动方法

通过new方法创建，然后start启动。

通过Task.Factory.StartNew创建。

通过Task.Run创建。

Task task1 = new Task(() =>{
Console.WriteLine($"hello, task 1的线程ID{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");});
task1.Start();

Task task2 = Task.Run(() =>
{Console.WriteLine($"hello, task 2的线程ID{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");});

Task task3 = Task.Factory.StartNew(() =>
{Console.WriteLine($"hello,task 3的线程ID为{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");});

3、Task阻塞与等待

如果要等待任务完成可以使用Task.Wait方法，使用WaitAll方法等待所有任务完成。如果等待多个任务但是只需要任何一个任务完成就可以执行下一步，则可以使用WaitAny。

static void Main(string[] args)
{
     var t1 = Task.Run(() =>
     {
         Thread.Sleep(100);
         Console.WriteLine($"t1线程ID为{ Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
     });

     var t2 = Task.Run(() =>
     {
        Thread.Sleep(100);
        Console.WriteLine($"t2线程ID为{ Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
     });
     //等待t1线程任务完成
     t1.Wait();
    var t3 = Task.Run(() =>
    {
        Console.WriteLine($"t3线程ID为{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
        Console.WriteLine("t3 start....");
        Thread.Sleep(2000);
        Console.WriteLine("t3 end....");
     });
     
     Console.WriteLine("main start....");
     Thread.Sleep(1000);
     Console.WriteLine("main end....");
     Console.ReadLine();
}

运行效果：

技术图片

如果打开t1.Wait(); 如下t1先执行。

技术图片

如果t1.Wait()改为：Task.WaitAll(t1, t2);输出如下，先等待t1和t2执行完毕。

技术图片

如果t1.Wait()改为：Task.WaitAll(t1, t2);输出如下，先等待t1和t2执行完毕。

技术图片

如果需要某个任务先执行完再运行主线程，则使用RunSynchronously就可以同步执行Task任务。下面的例子就是在当前的调度器上同步的执行任务t1。

var t1 = new Task(() =>
{
   Thread.Sleep(100);
   Console.WriteLine($"t1线程ID为{ Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
});
t1.RunSynchronously();
  Console.WriteLine($"主线程ID为{ Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
  Console.ReadLine();

技术图片

4、任务的状态和返回值

Task<Tresult>获取异步任务的返回值。

var t1 = Task.Run(() =>
{
   Thread.Sleep(100);
   Console.WriteLine($"t1线程ID为{ Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
   return "t1 return";
});
Console.WriteLine($"t1 return value {t1.Result}");

Task<Tresult>会阻塞任务直到任务返回，Task.Result给出任务的返回值给调用它的任务，下面例子显示了Result等待任务完成。

var cts = new CancellationTokenSource();
 Task<int> t1 = new Task<int>(() =>
 {
    try
    {
      //while (!cts.IsCancellationRequested)
       {
          //cts.Token.ThrowIfCancellationRequested();
          Console.WriteLine($"t1 start 线程ID为{ Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
          Thread.Sleep(1000);
          Console.WriteLine($"t1 end 线程ID为{ Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
        }
        return 1;
     }
     catch (Exception ex)
     {
         Console.WriteLine("---Exception---");
         return 0;
      }        
 }, cts.Token);
 t1.Start();
 Console.WriteLine("---end---{0}", t1.Result);

输出结果如下，t.Result为1.

技术图片

t.Result会导致阻塞直至等待的任务完成返回。如果使用返回值，那么异步方法中方法签名返回值为Task<T>，代码中的返回值也要为T。

static void Main(string[] args)
{
   var cts = new CancellationTokenSource();
   Task<int> t1 = new Task<int>(() =>
   {
       try
        {
          //while (!cts.IsCancellationRequested)
          {
             //cts.Token.ThrowIfCancellationRequested();
              Console.WriteLine($"t1 start 线程ID为{ Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
              Thread.Sleep(1000);
               Console.WriteLine($"t1 end 线程ID为{ Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
           }
            return 1;
         }
         catch (Exception ex)
         {
            Console.WriteLine("---Exception---");
            return 0;
         } 
   }, cts.Token);

   t1.Start();
   //  Console.WriteLine("---end---{0}", t1.Result);
    var t2 = Task.Run(() =>
    {
       Thread.Sleep(100);
       Console.WriteLine($"t2线程ID为{ Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
    });
    Console.ReadLine();
  }
}