C#异步Task

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所属分类:.NET技术
摘要

方法定义:通常返回Task或Task类型,其中T是返回值类型方法调用:使用await或result关键字暂停方法执行,获取结果。 暂停多个异步方法 WaitAll、WaitAny、WhenAll。

C#异步Task

概述

异步是什么?为什么需要异步?

  • 使用多线程的目的其实即使为了实现异步+并行,异步:是相对同步的,同步就是一个流程安装一个流程执行完毕,异步就是在不影响主流程的执行同时,可以执行其他流程,这也就是达到了几个逻辑并行执行的效果。
  • 异步编程要解决的问题就是许多耗时的IO可能会阻塞线程导致CPU空转降低效率,或者一个长时间的后台任务会阻塞用户界面。通过将耗时任务异步执行来使系统有更高的吞吐量,或保持界面的响应能力。
  • 同步/异步/阻塞/非阻塞/BIO/NIO/AIO 参考
    https://www.cnblogs.com/lixinjie/p/a-post-about-io-clearly.html
  • C# 中实现异步的方式有很多种,本文主要讲解常用方案Task

基本语法

1. Task创建执行

   public static void TaskCreateRun()     {        // 方式1: Task.Run        Task.Run(() =>        {            MessageBox.Show("Task.Run");        });         // 方式2: Task.Factory.StartNew        Task.Factory.StartNew(() =>        {            MessageBox.Show("Task.Factory.StartNew");        });         //方式3:new Task<返回类型>        Task<int> t=new Task<int>(() => { MessageBox.Show("new Task"); return 1;});        t.Start();    } 

2. Task异步方法

  • 使用async关键字标记,表示该方法可以包含异步操作。
  • 通常返回Task或Task类型,其中T是返回值类型。
  • 使用await或Result关键字暂停方法执行,直到等待的异步操作完成。
  • 使用await调用异步方法,方法定义必须添加async

方法定义:通常返回Task或Task类型,其中T是返回值类型

 public static async Task<string> GetStringAsync()  {      //方式1: 使用await的方法,方法定义必须添加async      //return await Task.Run(() =>      //{      //    return "Task.FromResult 返回结果";      //});       //方式2: 使用Task.FromResult      return await Task.FromResult("GetStringAsync Task.FromResult 返回结果");  }   public static Task<string> GetStringAsync2()  {      return  Task.FromResult("GetStringAsync2 Task.FromResult 返回结果");  } 

方法调用:使用await或result关键字暂停方法执行,获取结果。 暂停多个异步方法 WaitAll、WaitAny、WhenAll。

 var r= GetStringAsync().Result;  MessageBox.Show(await GetStringAsync2());  GetStringAsync2().Wait();//同步,获取不到返回值,只适合无返回值的方法  //处理多个异步方法  Task.WaitAll(GetStringAsync2(),GetStringAsync());//同步阻塞,所有执行完成。获取不到返回值,只适合无返回值的方法。 Task.WaitAny(GetStringAsync2(),GetStringAsync());//同步阻塞,其中1个异步执行完成。获取不到返回值,只适合无返回值的方法。 //同步阻塞,获取到所有异步方法的返回值 Task.WhenAll(GetStringAsync2(), GetStringAsync()).ContinueWith(p => {     p.Result.ToList().ForEach(t => MessageBox.Show(t)); });  

注意事项

  • Task.Wait()和Task.Result 将异步转为同步,容易造成死锁。尽量少使用。
  • 调用Task.WaitAll的时候,会阻塞当前线程,直到所有的Task都完成了。而Task.WhenAll方法不会阻塞当前线程,而是直接返回了一个Task,只有在读取这个Task的Result的时候,才会引起阻塞。

3. 取消异步执行CancellationTokenSource

static  CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource(); static CancellationToken token = cts.Token;  /// <summary>  /// 取消异步方法  /// </summary>  public static void TaskCanceled()   {      Task task = Task.Run(() =>      {          for (int i = 0; i < 10; i++)          {              if (token.IsCancellationRequested)              {                  MessageBox.Show("任务已取消");                  return;              }               MessageBox.Show($"正在执行操作:{i}");              Thread.Sleep(300);          }           MessageBox.Show("任务完成");      }, token);  } //调用     TaskCanceled();     Thread.Sleep(3000);     cts.Cancel();  

4.Task并行数量控制LimitedConcurrencyLevelTaskScheduler

常见的应用场景

  • 耗时IO或三方服务:文件下载、日志记录、消息订阅、邮件短信发送等。
  • Web服务器: Web 服务器通常使用多线程来处理多个客户端的请求。每个请求都由一个单独的线程处理,这样可以避免单个请求阻塞其他请求。
  • 媒体播放器: 媒体播放器通常使用多线程来解码音频和视频数据。解码是一项耗时的操作,如果使用单线程进行解码,则会阻塞播放。使用多线程可以将解码和播放分开进行,从而提高播放的流畅性。
  • 游戏: 游戏通常使用多线程来渲染图形、处理玩家输入和更新游戏状态。这些任务都需要大量的 CPU 时间,使用多线程可以充分利用多核 CPU 的优势,从而提高游戏的性能。
  • 科学计算: 科学计算通常需要处理大量的数据,可以使用多线程来将计算任务分解成多个子任务,同时执行。这可以显著提高计算效率。

总结

Task是C#中一种功能强大且易于使用的异步编程工具,它可以帮助我们开发更加响应、高效和易于维护的应用程序。

  • 1、Task的创建运行可以有三种方式:new Task/Task.Factory/Task.Run

  • 2、Task的返回参数定义Task<返回类型> 。获取返回值:Task.Result->要阻塞主流程

  • 3、Task线程的同步实现不仅仅可以通过RunSynchronously来实现同步运行,当然还可以通过Task.Result/Task.Wait等方式来变向实现

  • 4、Task的wait/waitAll/waitAny实现阻塞等待执行结果

  • 5、Task的WhenAny、WhenAll、ContinueWith实现延续操作

  • 6、CancellationTokenSource实现异步任务取消

  • 7、异步方法之:(async/await)实现同步和异步调用等

引用

  1. 博文示例代码 https://github.com/chi8708/DotNetNote/blob/master/Note.Basic/07Task.cs

  2. https://www.cnblogs.com/xiaoXuZhi/p/XYH_tsak_WhenAny1.html