12.开始一个Task

Thread的问题

• 线程（Thread）时用来创建并发（concurrency）的一种低级别工具，它有一些限制，尤其是：
  • 虽然开始线程的时候可以方便的传入数据，但是当Join的时候，很难从线程获得返回值。
    • 可能需要设置一些共享字段。
    • 如果操作抛出异常，捕获和传播该异常都很麻烦。
  • 无法告诉线程在结束时开始做另外的工作，你必须进行Join操作（在进程中阻塞当前的线程）
• 很难使用较小的并发（concurrent）来组建大型的并发。
• 导致了对手动同步的更大依赖以及随之而来的问题。

Task Class

• Task类可以很好的解决上述问题
• Task是一个相对高级的抽象：它代表了一个并发操作（concurrent）
  • 该操作可能由Thread支持，或不由Thread支持
• Task是可组合的（可使用Continuation）把它们串成链
  • Tasks可以使用线程池来减少启动延迟
  • 使用TskCompletionSource，Tasks可以利用回调的方式，在等待I/O绑定时完全避免线程。

开始一个Task => Task.Run

• Task类在System.Threading.Tasks命名空间下。

• 开始一个Task最简单的办法就是使用Task.Run（.NET 4.5，4.0的时候时使用Task.Factory.StartNew）这个静态方法：

  • 传入一个Action委托即可

    class Program
    {
    static void Main(string[] args)
    {
        Task.Run(() => { Console.WriteLine("Foo"); });
    }
    }

• Task模式使用线程池，也就是后台线程：

  • 当主线程结束的时候，你创建的所有Tasks都会结束。

    class Program
    {
    static void Main(string[] args)
    {
       // 后台线程
       Task.Run(() => { Console.WriteLine("Foo"); });
       // 因为上面示例中，主线程走完了，控制台还没有执行输出，这使用ReadKey达到阻塞的目的。
       Console.ReadKey();
    }
    }

• Task.Run返回一个Task对象，可以使用它来监视其过程

  • 在Task.Run之后，我们没有调用Start，因为该方法创建的是“热”任务（hot task）
    • 可以通过Task的构造函数创建“冷”任务（cold task），但是很少这样做
• 可以通过Task的Status属性来跟踪task的执行状态。

Wait => 等待

• 调用Task的Wait方法会进行阻塞直到操作完成

  • 相当于调用Thread上的Join方法

  • 例子

    class Program
    {
    static void Main(string[] args)
    {
       Task task = Task.Run(() =>
        {
             Thread.Sleep(3000);
             Console.WriteLine("Foo");
         });
       Console.WriteLine(task.IsCompleted); // false
       // 阻塞直至 task 完成操作
       task.Wait();
       Console.WriteLine(task.IsCompleted);// true
    }
    }

• Wait也可以让你指定一个超时时间和一个取消令牌来提前结束等待。

Long-running tasks => 长时间运行的任务

• 默认情况下，CLR在线程池中运行Task，这非常适合短时间运行的Compute-Bound类工作。

• 针对长时间运行的任务或阻塞操作（前面的例子），你可以不采用线程池，例子。

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Task task = Task.Factory.StartNew(() =>
            {
                Thread.Sleep(3000);
                Console.WriteLine("Foo");
            }, TaskCreationOptions.LongRunning);
        }
    }

• 如果同时运行多个long-running tasks（尤其是其中有处于阻塞状态的），那么性能将会受很大影响，这时有比TaskCreationOptions.LongRunning更好的办法：

  • 如果任务是IO-Bound，TaskCompletionSource和异步函数可以让你用回调（Coninuations）代替线程来实现并发。
  • 如果任务是Comptre-Bound，生产者/消费者队列允许你对任务的并发性进行限流，避免把其他线程和进程饿死。