多线程异步编程示例和实践-Task

上篇博文中，我们介绍了Thread和ThreadPool：

多线程异步编程示例和实践-Thread和ThreadPool

本文中我们继续，说一下TPL（Task Parallel Library, 简称TPL）。

在实际的开发中，使用线程池相当复杂，线程的异常捕获、传递以及编排这些问题实现起来都很复杂。

从 .NET Framework 4 开始，TPL 是编写多线程代码和并行代码的首选方法。顾名思义，任务并行库 (TPL) 基于任务的概念。 术语“任务并行”是指一个或多个独立的任务同时运行。 任务表示异步操作，在某些方面它类似于创建新线程或 ThreadPool 工作项，但抽象级别较高。 任务的提供有两个主要好处：

1). 系统资源的使用效率更高，可伸缩性更好。

在后台，任务排队到 ThreadPool，ThreadPool 已使用登山等算法进行增强，这些算法能够确定并调整到可最大化吞吐量的线程数。 这会使任务相对轻量，可以创建很多任务，启用细化并行

2). TPL提供了一组简单丰富的 API，这些 API 支持等待、取消、继续、可靠的异常处理、详细状态、自定义计划等功能。降低多线程编码和并行编程的复杂度，提升开发效率。

1. 创建和运行任务

多次执行，输出结果：

上面的示例中，创建和运行任务有两种方式：

• 创建任务->启动任务，Start立即执行
• 直接创建并启动任务

多次运行，发现两种执行结果，为什么？

task1和task2的任务都被放置在线程池的工作者线程中，任务的执行顺序是不确定的。

2. 取消任务

关键的对象：CancellationToken

测试代码：

运行输出：

3. 创建任务集合并输出结果

关键知识点：

• Task支持返回值：Task<T>
• 获取Task的返回值：Task.Result

Task.Result操作意味着什么？等待Task异步调用完成，从效果上等同于Wait方法

4.处理任务异常

测试代码：

运行输出：

关键知识点：

• 通过Catch捕获Task的异常是AggregateException，一个被封装的异常，需要通过InnerException访问底层异常
• 推荐使用GetWaiter和GetResult方法访问Task的结果，可以获取到原始异常；
• 通过ContinueWith处理OnlyOnFaulted事件，捕获的异常也是一个被封装的异常，需要通过InnerException访问底层异常

5. 多任务的串行化

关键知识点：

• Task.ContinueWith
• Task逐层传递
• 第一个任务Start启动即可，不需要全部任务启动。

6. 多任务等待执行完成

多次执行输出：

关键知识点：

• Task.WaitAll
• Task执行顺序是随机的，线程池机制（两种调度算法）

8. 创建子任务

关键知识点：

• TaskCreationOptions.AttachedToParent
• 除非所有子任务（子任务的子任务）结束运行，否则创建任务（父任务）不会认为已经结束
• 父任务异常不会影响子任务执行
• 子任务异常不会影响父任务执行

9. 补充一个知识点：前台线程和后台线程

应用程序必须运行完所有的前台线程才可以退出；
对于后台线程，应用程序则可以不考虑其是否已经运行完毕而直接退出，所有的后台线程在应用程序退出时都会自动结束。
那么，Thread、线程池的线程、Task都各自属于哪一类线程？

• 使用Thread建立的线程默认情况下是前台线程，即线程属性IsBackground=false.
• 属于托管线程池的线程（即其 IsThreadPoolThread 属性为 true 的线程）是后台线程
• Task都是后台线程：Task需要在其运行过程中至少有一个前台线程在跑，否则会直接退出.

准备再写一篇博客，分享几个多线程异步我们踩过的坑和解决方法。

周国庆

2017/6/9