Parallel Programming-Task Base

Parallel.For/ForEach是数据层面的并行，本文所讲的Task是将不同的操作并行执行，本文主要内容：

1. Task的工作模型
2. 初始化Task
3. 完成Task
4. 取消Task

一、Task工作模型

.Net中Task的工作模式是Fork/Join或者Master/Worker模式。核心思想是Master负责接受Client的请求，并且负责将请求分配给最终的Wroker，Worker执行完自己的工作后分别返回给Master。由Master汇总最终的结果并且返回给Client。

在.Net的Task并行编程中。一个Worker代表一个Task。

二、初始化Task

2.1Parallel.Invoke

Parallel.Invoke是最简单的办法Task并行编程模式。

2.2 TaskFactory.StartNew

该方法会创建一个Task用于执行作为参数的方法。

    class TaskDemo
    {
        public void Action1()
        {
            Console.WriteLine("in action1");
        }

        public void Action2()
        {
            Console.WriteLine("in action2");
        }

        public void StartTasks()
        {
            var task1 = Task.Factory.StartNew(Action1);
            var task2 = Task.Factory.StartNew(Action2);
            Task.WaitAll(task1, task2);
        }
    }

以上代码使用TaskFactory.StartNew方法创建了两个Task。task1用于执行Action1，task2用于执行Action2.

StartNew只是创建了一个task，并将该task加入到一个工作队列（work queue），当时该Task并没有马上执行，task什么时候执行是由TaskScheduler决定。TaskScheduler会将需要执行的task从中拿出来，然后才开始执行。（以上代码使用的是默认TaskScheduler)

TaskScheduler很可能马上执行，也有可能在未来的某一个特定时间点进行执行，取决于调度算法，以及CPU资源等。

三、Task的完成

刚开始说了。Task编程使用的是Master/Worker模式，该模式中最后一点是Worker最终会将结果返回给Master。由Master统一将结果进行汇总。在Task编程中有两个方法：

1. Task.WaitAll。等待所有的Task（worker）完成。
2. Task.WaitAny，等待任何一个Task完成即可。

3.1 Task.WaitAll

上面2.2的代码中已经使用了WaitAll，该方法将会等待两个Action完成之后才会进行返回，将上面的方法做一点改变。

class TaskDemo
    {
        public void Action1()
        {
            Thread.Sleep();
            Console.WriteLine("in action1");
        }

        public void Action2()
        {
            Thread.Sleep();
            Console.WriteLine("in action2");
        }

        public void StartTasks()
        {
            var task1 = Task.Factory.StartNew(Action1);
            var task2 = Task.Factory.StartNew(Action2);
            Task.WaitAll(task1, task2);
            Console.WriteLine("Finished");
        }
    }

WaitAll之后再打印出”Finished“，按照WaitAll的定义，Finished永远是最后打印出来的字符串。

3.2 Task.WaitAny

将上面代码的WaitAll修改成WaitAny

       public void StartTasks()
        {
            var task1 = Task.Factory.StartNew(Action1);
            var task2 = Task.Factory.StartNew(Action2);
            Task.WaitAny(task1, task2);
            Console.WriteLine("Finished");
        }

最终运行结果：

可以看出使用了WaitAny后，没有等待Task2执行完毕，程序就回到了主线程，先打印出了Finished。

四、取消Task

4.1 取消流程

Task取消使用一个叫做coorperative cancellation的模型进行Task取消。主要使用CancellationTokenSource完成。该对象有一个CancellactionToken。当StartNew一个Task时候，可以将toker传给被创建的task。当CancellationTokenSource调用Cancel后，Task对应的Token状态将会变为取消（Canceled），Task的状态也会变为取消。这时候如果Task还没有启动，Task将不会再执行任务。

当然最后在每个Task内部也对Token进行判断，如果token已经取消，则不再执行当前Action(有些task可能在CancellactionToke被取消之前已经启动了），修改一下执行图：

4.2 演示代码

   class TaskDemo
    {
        public void Action1(CancellationTokenSource cts)
        {
            if(cts.IsCancellationRequested)
            {
                return;
            }
            Console.WriteLine("in action1");
        }

        public void Action2(CancellationTokenSource cts)
        {
            Thread.Sleep();
            if (cts.IsCancellationRequested)
            {
                Console.WriteLine("action2 is canceled");
                return;
            }
            Console.WriteLine("in action2");
        }

        public void StartTasks()
        {
            CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
            var task1 = Task.Factory.StartNew(() => Action1(cts), cts.Token);
            var task2 = Task.Factory.StartNew(() => Action2(cts), cts.Token);
            Task.WaitAny(task1, task2);
            cts.Cancel();
            Console.WriteLine("Finished");
        }
    }

4.3 运行结果

上面的运行结果有可能“action2 is canceled"这句话不会打印出来，因为有可能在Task2执行之前cts已经取消了。会进入流程图中第一个If判断点==》Not will run task