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.NET异步和多线程系列(三)- Task和Parallel


一、Task类

Task是.NET Framework 3.0出现的,线程是基于线程池的,然后提供了丰富的API。Task被称之为多线程的最佳实践

首先我们来看下如何使用Task来启动线程:

/// <summary> /// 一个比较耗时耗资源的私有方法 /// </summary> private void DoSomethingLong(string name) {     Console.WriteLine($"****************DoSomethingLong Start  {name}  {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} " +         $"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");     long lResult = 0;     for (int i = 0; i < 1_000_000_000; i++)     {         lResult += i;     }     Thread.Sleep(2000);     Console.WriteLine($"****************DoSomethingLong   End  {name}  {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} " +         $"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")} {lResult}***************"); }

/// <summary> /// Task是.NET Framework 3.0出现的,线程是基于线程池的,然后提供了丰富的API。 /// </summary> private void btnTask_Click(object sender, EventArgs e) {     Console.WriteLine($"****************btnTask_Click Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} " +         $"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");      {         Task task = new Task(() => this.DoSomethingLong("btnTask_Click_1"));         task.Start();     }      {         Task task = Task.Run(() => this.DoSomethingLong("btnTask_Click_2"));     }      {         TaskFactory taskFactory = Task.Factory;         Task task = taskFactory.StartNew(() => this.DoSomethingLong("btnTask_Click_3"));     }      Console.WriteLine($"****************btnTask_Click End   {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} " +         $"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************"); }

Task的线程是源于线程池,线程池是单例的,全局唯一的。

//Task的线程是源于线程池 //线程池是单例的,全局唯一的 {     //设置的最大值,必须大于CPU核数,否则设置无效     //全局的,请不要这样设置!!!此处设置只是为了演示     ThreadPool.SetMaxThreads(12, 12);      //设置后,同时并发的Task只有12个;而且线程是复用的;     for (int i = 0; i < 100; i++)     {         int k = i;         Task.Run(() =>         {             Console.WriteLine($"This is {k} running ThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}");             Thread.Sleep(2000);         });     }     //假如说我想控制下Task的并发数量,该怎么做? }

注意:线程池的线程数量,设置的最大值,必须大于CPU核数,否则设置无效。

运行结果如下:

.NET异步和多线程系列(三)- Task和Parallel

从结果中可以看出同时并发的Task只有12个(线程ID从03到14);而且线程是复用的;

同步等待:

{     Stopwatch stopwatch = new Stopwatch(); //计时     stopwatch.Start();     Console.WriteLine("在Sleep之前");     Thread.Sleep(2000);//同步等待--当前线程等待2s 然后继续     Console.WriteLine("在Sleep之后");     stopwatch.Stop();     Console.WriteLine($"Sleep耗时{stopwatch.ElapsedMilliseconds}"); }

异步等待(Task.Delay方法,一般结合ContinueWith一起用),如下所示:

{     Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();     stopwatch.Start();     Console.WriteLine("在Delay之前");     Task task = Task.Delay(2000) //异步等待--等待2s后启动新任务         .ContinueWith(t =>         {             stopwatch.Stop();             Console.WriteLine($"Delay耗时{stopwatch.ElapsedMilliseconds}");              Console.WriteLine($"This is ThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}");         });     Console.WriteLine("在Delay之后");     //stopwatch.Stop();     //Console.WriteLine($"Delay耗时{stopwatch.ElapsedMilliseconds}"); }

什么时候能用多线程? 任务能并发的时候。多线程能干嘛?提升速度/优化用户体验。

ContinueWhenAny:同时并发多个任务,当其中任意的,第一个任务完成的时候,执行后续的任务。非阻塞式的回调

ContinueWhenAll:同时并发多个任务,当所有的任务都完成的时候,执行后续的任务。非阻塞式的回调

WaitAny:阻塞当前线程,等着任意一个任务完成。

WaitAll:阻塞当前线程,等着全部任务完成。

/// <summary> /// 模拟讲课 /// </summary> private void Teach(string lesson) {     Console.WriteLine($"{lesson}开始讲。。。");     long lResult = 0;     for (int i = 0; i < 1_000_000_000; i++)     {         lResult += i;     }     Console.WriteLine($"{lesson}讲完了。。。"); }  /// <summary> /// 模拟编程过程 /// </summary> private void Coding(string name, string projectName) {     Console.WriteLine($"****************Coding Start  {name} {projectName}  {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} " +         $"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");     long lResult = 0;     for (int i = 0; i < 1_000_000_000; i++)     {         lResult += i;     }      Console.WriteLine($"****************Coding   End  {name} {projectName} {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} " +         $"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")} {lResult}***************"); }

{     //什么时候能用多线程? 任务能并发的时候     //多线程能干嘛?提升速度/优化用户体验     Console.WriteLine("Eleven开启了一学期的课程");     this.Teach("Lesson1");     this.Teach("Lesson2");     this.Teach("Lesson3");     //不能并发,因为有严格顺序(只有Eleven讲课)     Console.WriteLine("部署一下项目实战作业,需要多人合作完成");      //开发可以多人合作---多线程--提升性能     TaskFactory taskFactory = new TaskFactory();     List<Task> taskList = new List<Task>();     taskList.Add(taskFactory.StartNew(() => this.Coding("张三", "Portal")));     taskList.Add(taskFactory.StartNew(() => this.Coding("李四", "DBA ")));     taskList.Add(taskFactory.StartNew(() => this.Coding("王五", "Client")));     taskList.Add(taskFactory.StartNew(() => this.Coding("赵六", "BackService")));     taskList.Add(taskFactory.StartNew(() => this.Coding("钱七", "Wechat")));      //谁第一个完成,获取一个红包奖励     taskFactory.ContinueWhenAny(taskList.ToArray(), t => Console.WriteLine($"XXX开发完成,获取个红包奖励" +         $"{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}"));     //实战作业完成后,一起庆祝一下     taskList.Add(taskFactory.ContinueWhenAll(taskList.ToArray(), rArray => Console.WriteLine($"开发都完成,一起庆祝一下" +         $"{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}")));     //ContinueWhenAny  ContinueWhenAll 非阻塞式的回调;而且使用的线程可能是新线程,也可能是刚完成任务的线程,唯一不可能是主线程。      //阻塞当前线程,等着任意一个任务完成     Task.WaitAny(taskList.ToArray());//也可以限时等待     Console.WriteLine("Eleven准备环境开始部署");     //需要能够等待全部线程完成任务再继续  阻塞当前线程,等着全部任务完成     Task.WaitAll(taskList.ToArray());     Console.WriteLine("5个模块全部完成后,Eleven集中点评");     //Task.WaitAny  WaitAll都是阻塞当前线程,等任务完成后执行操作      //阻塞卡界面,是为了并发以及顺序控制     //网站首页:A数据库 B接口 C分布式服务 D搜索引擎,适合多线程并发,都完成后才能返回给用户,需要等待WaitAll     //列表页:核心数据可能来自数据库/接口服务/分布式搜索引擎/缓存,多线程并发请求,哪个先完成就用哪个结果,其他的就不管了 }

启动带有回调带有返回值的线程:

{     //带有回调     Task.Run(() => this.DoSomethingLong("btnTask_Click")).ContinueWith(t => Console.WriteLine($"btnTask_Click已完成" +         $"{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}")); }  {     //带有返回值     Task<int> result = Task.Run<int>(() =>         {             Thread.Sleep(2000);             return DateTime.Now.Year;         });     int i = result.Result;//会阻塞 }

控制Task的并发数量,该怎么做?(下文会介绍更好的解决方案)

{     //假如说我想控制下Task的并发数量,该怎么做?  20个     List<Task> taskList = new List<Task>();     for (int i = 0; i < 10000; i++)     {         int k = i;         if (taskList.Count(t => t.Status != TaskStatus.RanToCompletion) >= 20)         {             Task.WaitAny(taskList.ToArray());             taskList = taskList.Where(t => t.Status != TaskStatus.RanToCompletion).ToList();         }          taskList.Add(Task.Run(() =>         {             Console.WriteLine($"This is {k} running ThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}");             Thread.Sleep(2000);         }));     } }

想使用返回值但又不想阻塞线程怎么办?

//想使用返回值但又不想阻塞线程怎么办? {     Task.Run<int>(() =>     {         Thread.Sleep(2000);         return DateTime.Now.Year;     }).ContinueWith(tInt =>     {         int i = tInt.Result; //不会阻塞     });      //不会阻塞     Task<int> result = Task.Run<int>(() =>     {         Thread.Sleep(2000);         return DateTime.Now.Year;     });     Task.Run(() =>     {         int i = result.Result;     }); }

如果在启动线程的时候想带一些参数信息,则可以使用对应的重载方法:

{     TaskFactory taskFactory = new TaskFactory();     List<Task> taskList = new List<Task>();     taskList.Add(taskFactory.StartNew(o => this.Coding("张三", "Portal"), "张三"));     taskList.Add(taskFactory.StartNew(o => this.Coding("李四", "  DBA "), "李四"));     taskList.Add(taskFactory.StartNew(o => this.Coding("王五", "Client"), "王五"));     taskList.Add(taskFactory.StartNew(o => this.Coding(" 赵六", "BackService"), " 赵六"));     taskList.Add(taskFactory.StartNew(o => this.Coding("钱七", "Wechat"), "钱七"));      //谁第一个完成,获取一个红包奖励     taskFactory.ContinueWhenAny(taskList.ToArray(), t => Console.WriteLine($"{t.AsyncState}开发完成,获取个红包奖励" +         $"{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}")); }

几乎90%以上的多线程场景,以及顺序控制,以上的Task的方法就可以完成。

如果你的多线程场景太复杂搞不定,那么请梳理一下你的流程,简化一下。

建议最好不要线程嵌套线程,两层勉强能懂,三层hold不住的,更多只能求神。

 

二、Parallel类

Parallel可以启动多个线程去并发执行多个Action,它是多线程的。Parallel最直观的特点是主线程(当前线程)也会参与计算—阻塞界面(主线程忙于计算,无暇他顾)

Parallel是在Task的基础上做了一个封装,它的效果等于TaskWaitAll+主线程(当前线程)参与计算

/// <summary> /// Parallel /// </summary> private void btnParallel_Click(object sender, EventArgs e) {     Console.WriteLine($"****************btnParallel_Click Start   {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} " +         $"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************");      {         //Parallel并发执行多个Action 多线程的         //主线程(当前线程)会参与计算---阻塞界面         //等于TaskWaitAll+主线程计算         Parallel.Invoke(             () => this.DoSomethingLong("btnParallel_Click_1"),             () => this.DoSomethingLong("btnParallel_Click_2"),             () => this.DoSomethingLong("btnParallel_Click_3"),             () => this.DoSomethingLong("btnParallel_Click_4"),             () => this.DoSomethingLong("btnParallel_Click_5"));     }      Console.WriteLine($"****************btnParallel_Click End   {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} " +         $"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}***************"); }

运行结果如下:

.NET异步和多线程系列(三)- Task和Parallel

可以看出线程ID为01的主线程(当前线程)也参与计算了。

Parallel其他的API如下所示:

//主线程(当前线程)会参与计算 {     Parallel.For(0, 5, i => this.DoSomethingLong($"btnParallel_Click_{i}")); }  //主线程(当前线程)会参与计算 {     Parallel.ForEach(new int[] { 0, 1, 2, 3, 4 }, i => this.DoSomethingLong($"btnParallel_Click_{i}")); }

如何控制并发(线程)数量?上面我们在介绍Task的时候已经写了一种解决方案,其实还有一种更好的解决方案,就是使用Parallel来实现。

//控制线程数量(并发数量) //会阻塞当前线程(主线程)-- 卡界面 {     ParallelOptions options = new ParallelOptions();     options.MaxDegreeOfParallelism = 3;     Parallel.For(0, 10, options, i => this.DoSomethingLong($"btnParallel_Click_{i}")); }  //控制线程数量(并发数量) //不会阻塞当前线程(主线程) {     Task.Run(() =>     {         ParallelOptions options = new ParallelOptions();         options.MaxDegreeOfParallelism = 3;         Parallel.For(0, 10, options, i => this.DoSomethingLong($"btnParallel_Click_{i}"));     }); }

 

Demo源码:

链接:https://pan.baidu.com/s/1SpbyPnohojyakxCOu4S9DA  提取码:mwd1

此文由博主精心撰写转载请保留此原文链接:https://www.cnblogs.com/xyh9039/p/13556424.html

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