C#委托、事件、多线程、Task浅析

 前言：最近看Xamarin中默认的项目代码，发现使用了大量的Task类，因此回过头来总结一下C#中委托、事件、多线程、Task在开发中的应用的应用，首先提一句看到一系列博客写的特别好，地址是：http://www.cnblogs.com/sosowjb/archive/2012/08/11/2633953.html 。一共有6篇内容。我这篇主要内容就是总结自己用过的，尽可能写出一些机理性的东西，更好理解。

委托delegate

        委托的字面意思就是请别人帮忙，它也确实是干这个事的。如果对C++比较了解，委托比较像指向类或者指向方法的指针。在C++中我们可以这样：定义一个基类，在基类中定义方法的原型（无具体内容），在派生中具体写方法。定义一个指向这个基类、派生类实例中方法的指针，通过指针直接访问类中的方法。委托也基本上做了上面的事情，不过过程要简单很多，你已经看不见指针了。

为什么要使用委托？

        先定义方法的原型，在外部写原型中方法的具体内容，然后调用执行。想要做到这样，就要用到委托（关于泛型委托的问题以后再说），在C#中所有的自定义事件都是用委托来实现的。先看看自定义事件要做个什么事：比如我有一个自定义控件，这个控件里面有一个自定义事件，当事件被触发的时候要执行一个方法，这个方法是在类外部定义的，当我们使用这个控件的时候才会确定这个自定义事件所执行的方法，怎么样明白了吧，这不就是委托么？这不就是C++里面指向类的函数的指针吗？

        在C#委托是一个独立的存在，理解上可以看做C++的基类，关于委托的使用看前言里提到的博客就可以了，这里我直接转载。首先定义一个委托，可以有返回值也可以无返回值。

public delegate string MyDelegate(int ms);

        例子中有返回string，输入为int类型的ms，这样就定义了一个委托，这个委托的输入输出都定义了，但是...这个委托是干什么的要在外部定义，这就是委托存在的意义！就好像我新建一个委托是一个快递员，我们知道他可以送快递，但是送什么快递送到哪里是由用户决定的，这个快递员就是委托，他不能决定送什么快递，这就是委托（嗯，这个例子不错！）

随后定义委托的方法，对应上面的例子我们给快递员描述一下快递送到哪里，对应C++就是给基类指向方法的指针赋值。

static string DelegateMethod(int ms)
{
Console.WriteLine("把快递送到火星");
Thread.Sleep(ms);
Console.WriteLine("已到达");
return "Hello world!";
}

 

在主线程调用方法：

static void Main1()
{
 MyDelegate dl = DelegateMethod;//给委托定义方法，在例子中，相当于把快递怎么送告诉这个快递员  
 IAsyncResult ar = dl.BeginInvoke(5000, null, null); //执行委托，执行方法
 while (!ar.IsCompleted)
 {
 Console.Write(".");
 Thread.Sleep(50);
 }
 string result = dl.EndInvoke(ar);//获取有返回值的委托的返回值
 Console.WriteLine("result: {0}", result);
 } 

 

        可以看到，委托线程执行5秒钟，主线程不停的循环判断委托线程是否完成（用IsCompleted属性判断）。如果没完成则断续打点，如果完成则跳出循环。用EndInvoke方法获取委托的返回值。如果方法未执行完，EndInvoke方法就会一直阻塞，直到被调用的方法执行完毕。BeignInvoke方法有3个输入参数，更多用法可以查看前言提到的系列博客，也可以查看MSDN。  

自定义事件

    之前已经说了，在C#所有自定义事件都是委托，具体实现过程如下：

//自定义事件前，先要定义委托
public delegate void HitSuccess();
public event HitSuccess OnHitSuccess;

     这是一个小游戏中使用的一个委托，无输入输出，只执行方法，执行什么方法？不知道，这是要在类外面定义的。这样自定义事件就完成了，触发可以像方法一样调用。

     OnHitSuccess();//触发事件

多线程

    .Net的委托本质上就是指向函数的指针，只不过这种指针是经过封装后类型安全的。委托和线程是两个不同的概念，线程是动态的，委托就是一个或一组内存地址，是静态的。线程执行时如果遇到了指向函数的指针就执行这个函数。
.Net为了方便编程，给委托赋予了两种方式以供调用线程来执行，即同步和异步方式，它们分别通过Invoke和BeginInvoke来开启。Invoke就是同步执行，由调用线程来执行，而BeginInvoke则开启了一个后台线程来执行delegate所指向的函数，这个后台线程和调用线程之间属于异步执行方式。实际上有了delegate这个概念，你在编程时就可以不用直接使用Thread类来开辟新的线程了，因为微软替你实现了。

    使用BeginInvoke调用委托方法，其结果和调用一个新线程一样。多线程编程在开发中经常用到，比如将后台计算和UI更新主线程分离，防止界面卡顿等，着重关注线程池ThreadPool，因为Task任务就是整理了它。

Task

    .NET 4包含新名称空间System.Threading.Tasks，它 包含的类抽象出了线程功能。Task 在后台使用ThreadPool。 任务表示应完成的某个单元的工作。 这个单元的工作可以在单独的线程中运行,也可以以同步方式启动一个任务,这需要等待主调线程。 使用任务不仅可以获得一个抽象层,还可以对底层线程进行很多控制。 

    在安排需要完成的工作时,任务提供了非常大的灵活性。 例如，可以定义连续的工作—— 在一个任务完成后该执行什么工作。 这可以区分任务成功与否。 另外，还可以在层次结构中安排任务。例如，父任务可以创建新的子任务。 这可以创建一种依赖关系，这样，取消父任务，也会取消其子任务。
启动一个Task

要启动任务,可 以使用 TaskFactory类 或 Task类 的构造函数和 Start()方法。Task类的构造函数在创建任务上提供的灵活性较大。 
在启动任务时，会创建Task类 的一个实例,利用Action或Action<object>委托不带参数或带一个object参数 ,可以指定应运行的代码，这类似于Thread类 。下面定义了一个无参数的方法。 在实现代码中,把任务的ID写入控制台中: 

 

static void TaskMethod()
{
    Console.WriteLine("running in a task");
    Console.WriteLine("Task id: {0}",Task.CurrentId);
}

 

     在上面的代码中,可 以看到启动新任务的不同方式。第一种方式 使用实例化TaskFactory类 ,在其中把 TaskMedlod()方 法传递给StartNew()方法,就会立即启动任务。 第二种方式使用 Task类的构造函数。 实例化 Task对象时,任务不会立即运行,而是指定 Created状态。接着调用 Task类的Start()方法,来启动任务。 使用Task类 时,除了调用 Start()方法,还可以调用RunSynchronously()方法。这样,任务也会启动,但在调用者的当前线程中它正在运行,调用者需要一直等待到该任务结束。 默认情况下,任务是异步运行的。

 

    //using task factory
    TaskFactory tf = new TaskFactory();
    Task t1 = tf.StartNew(TaskMethod);

    //using the task factory via a task
    Task t2 = Task.TaskFactory.StartNew(TaskMethod);

    //using Task constructor
    Task t3 = new Task(TaskMethod);
    t3.Start();

 

       使用Task类的构造函数和TaskFactory类的StartNew()方法时,都可以传递TaskCreationOptions枚举中的值。设置LongRunning选项,可以通知任务调度器,该任务需要较长时间执行,这样调度器更可能使用新线程。如果该任务应关联到父任务上,而父任务取消了,则该任务也应取消,此时应设置 AuachToParent选项。PreferFairness的值表示,调度器应提取出已在等待的第一个任务。 如果一个任务在另一个任务内部创建,这就不是默认情况 。如果任务使用子任务创建了其他工作,子任务就优先于其他任务。 它们不会排在线程池队列中的最后。 如果这些任务应以公平的方式与所有其他任务一起处理,就设置该选项为PreferFairness。 

 

Task t4 = new Task(TaskMethod, TaskCreationOptions.PreferFairness);
t4.Start();

Action，Func等委托

      泛型无返回值委托Action，有返回值Func，虽然使用Delegete委托可以达到同样的效果，但是用Action等泛型委托写法要更简洁。除了Delegate委托我们还可以使用Action<T>和Func<T>委托。
      泛型Action<T>委托表示引用一个void返回类型的方法。Action<T>委托类存在不同的变体，可以传递至多16种不同的参数类型，没有泛型参数的Action类可以调用没有参数的方法。例如：Action<in T1>调用带一个参数的方法，Action<in T1,in T2>调用带两个参数的方法等
      Func<T>的用法和Action<T>用法类似，但是Func<T>表示引用一个带返回类型的方法，Func<T>也存在不同的变体，至多可以传递16个参数类型和1个返回类型，例如：Func<in T1,out Resout>表示带一个参数的方法，Func<in T1,in T2,out Resout>表示调用带两个参数的方法。
    下面就直接给一个Action<T>和Func<T>的例子

 

using System;
namespace DelegateFuncAction
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Func<double, double,double> DoAddtion = calculate.addtion;
            double result = DoAddtion(20, 30);
            Console.WriteLine("Func带返回参数委托做加法结果为：{0}",DoAddtion(10,20));
            calculate c=new calculate();
            Action<double, double> DoSubstraction = c.substraction;
            DoSubstraction(90, 20);
        }
    }
    class calculate
    {
        public static double addtion(double x, double y)
        {
            return x + y;
        }
        public void substraction(double x, double y)
        {
            Console.WriteLine("Action不带返回参数委托做减法结果为:{0}",x-y);
        }
    }
}

 

后记：Xamarin.Forms使用了大量的委托解决了大量的跨平台兼容性问题，如IOS和Android平台实现同样功能实现的代码不同，只需在Xamarin中建立委托，在各自平台中去实现委托内容即可。除了Delegate委托还大量使用了Action等泛型委托，个人觉得熟练掌握委托是学习Xamarin跨平台项目开发的一个关键。除此之外还同时大量使用了Task代替了ThreadPool。

 

 

·END· 虽然有种烂尾的感觉，但是就先写到这了。如有错误，还请指正，我的博客原文地址