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建议80:用Task代替ThreadPool
ThreadPool相对于Thread来说具有很多优势,但是ThreadPool在使用上却存在一定的不方便。比如:
ThreadPool不支持线程的取消、完成、失败通知等交互性操作。
ThreadPool不支持线程执行的先后次序。
以往,如果开发者要实现上述功能,需要完成很多额外的工作。现在,FCL中提供了一个功能更强大的概念:Task。Task在线程池的基础上进行了优化,并提供了更多的API。在FCL 4.0中,如果我们要编写多线程程序,Task显然已经优于传统的方式了。
以下是一个简单的任务示例:
static void Main(string[] args) { Task t = new Task(() => { Console.WriteLine("任务开始工作……"); //模拟工作过程 Thread.Sleep(5000); }); t.Start(); t.ContinueWith((task) => { Console.WriteLine("任务完成,完成时候的状态为:"); Console.WriteLine("IsCanceled={0}\tIsCompleted={1}\tIsFaulted={2}", task.IsCanceled, task.IsCompleted, task.IsFaulted); }); Console.ReadKey(); }
任务Task具备以下属性,可以让我们查询任务完成时的状态:
IsCanceled 因为被取消而完成
IsCompleted 成功完成
IsFaulted 因为发生异常而完成
需要注意的是,任务并没有提供回调事件来通知完成(像BackgroundWorker一样),它是通过启用一个新任务的方式来完成类似的功能。ContinueWith方法可以在一个任务完成的时候发起一个新任务,这种方式天然就支持了任务的完成通知:我们可以在新任务中获取原任务的结果值。
下面是一个稍微复杂的例子,同时支持完成通知、取消、获取任务返回值等功能:
static void Main(string[] args) { CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource(); Task<int> t = new Task<int>(() => Add(cts.Token), cts.Token); t.Start(); t.ContinueWith(TaskEnded); //等待按任意键取消任务 Console.ReadKey(); cts.Cancel(); Console.ReadKey(); } static void TaskEnded(Task<int> task) { Console.WriteLine("任务完成,完成时候的状态为:"); Console.WriteLine("IsCanceled={0}\tIsCompleted={1}\tIsFaulted={2}", task.IsCanceled, task.IsCompleted, task.IsFaulted); Console.WriteLine("任务的返回值为:{0}", task.Result); } static int Add(CancellationToken ct) { Console.WriteLine("任务开始……"); int result = 0; while (!ct.IsCancellationRequested) { result++; Thread.Sleep(1000); } return result; }
在任务开始后大概3秒的时候按下键盘,会得到如下的输出:
任务开始……
任务完成,完成时候的状态为:
IsCanceled=False IsCompleted=True IsFaulted=False
任务的返回值为:3
你也许会奇怪,我们的任务是通过Cancel的方式处理的,为什么完成的状态IsCanceled那一栏还是False。因为在工作任务中,我们对IsCancellationRequested进行了业务逻辑上的处理,但是并没有通过ThrowIfCancellationRequested方法来处理。如果采用ThrowIfCancellationRequested方法,则代码应如下所示:
static void Main(string[] args) { CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource(); Task<int> t = new Task<int>(() => AddCancleByThrow(cts.Token), cts.Token); t.Start(); t.ContinueWith(TaskEndedByCatch); //等待按任意键取消任务 Console.ReadKey(); cts.Cancel(); Console.ReadKey(); } static void TaskEndedByCatch(Task<int> task) { Console.WriteLine("任务完成,完成时候的状态为:"); Console.WriteLine("IsCanceled={0}\tIsCompleted={1}\tIsFaulted={2}", task.IsCanceled, task.IsCompleted, task.IsFaulted); try { Console.WriteLine("任务的返回值为:{0}", task.Result); } catch (AggregateException e) { e.Handle((err) => err is OperationCanceledException); } } static int AddCancleByThrow(CancellationToken ct) { Console.WriteLine("任务开始……"); int result = 0; while (true) { ct.ThrowIfCancellationRequested(); result++; Thread.Sleep(1000); } return result; }
那么输出为:
任务开始……
任务完成,完成时候的状态为:
IsCanceled=True IsCompleted=True IsFaulted=False
在任务结束求值的方法TaskEndedByCatch中,如果任务是通过ThrowIfCancellation Requested方法结束的,对任务求结果值将会抛出异常OperationCanceledException,而不是得到抛出异常前的结果值。这意味着任务是通过异常的方式被取消掉的,所以可以注意到上面代码的输出中,状态IsCanceled为True。
接着来看上面的输出,我们注意到取消是通过异常的方式实现的,而表示任务中发生了异常的IsFaulted状态却还是为False,为什么呢?这是因为ThrowIfCancellation Requested是协作式取消方式的类型CancellationTokenSource中的一个方法,CLR对其进行了特殊的处理。CLR知道这一行程序是开发者有意为之,所以不把它看做是一个异常(它被理解为取消)。要得到IsFaulted等于True的状态,我们可以修改While循环,模拟一个异常出来,具体方法如下:
while (true) { //ct.ThrowIfCancellationRequested(); if (result == 5) { throw new Exception("error"); } result++; Thread.Sleep(1000); }
模拟异常后的输出为:
任务开始……
任务完成,完成时候的状态为:
IsCanceled=False IsCompleted=True IsFaulted=True
Task还支持任务工厂的概念。任务工厂支持多个任务之间共享相同的状态,如取消类型CancellationTokenSource就是可以被共享的。通过使用任务工厂,可以同时取消一组任务:
static void Main(string[] args) { CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource(); //等待按任意键取消任务 TaskFactory taskFactory = new TaskFactory(); Task[] tasks = new Task[] { taskFactory.StartNew(() => Add(cts.Token)), taskFactory.StartNew(() => Add(cts.Token)), taskFactory.StartNew(() => Add(cts.Token)) }; //CancellationToken.None指示TasksEnded不能被取消 taskFactory.ContinueWhenAll(tasks, TasksEnded, CancellationToken.None); Console.ReadKey(); cts.Cancel(); Console.ReadKey(); } static void TasksEnded(Task[] tasks) { Console.WriteLine("所有任务已完成!"); }
以上代码的输出为:
任务开始……
任务开始……
任务开始……
所有任务已完成(取消)!
本建议演示了Task(任务)和TaskFactory(任务工厂)的使用方法。Task进一步优化了后台线程池的调度,加快了线程的处理速度。所以在FCL 4.0时代,如果要使用多线程,我们理应更多地使用Task。
因此,在本书接下来的建议中,如无特别必要,只要涉及多线程内容的,都将一并使用Task来完成。
转自:《编写高质量代码改善C#程序的157个建议》陆敏技
编写高质量代码改善C#程序的157个建议——建议80:用Task代替ThreadPool
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原文地址:http://www.cnblogs.com/jesselzj/p/4742779.html