System.Threading.Tasks
前言：
我们之前介绍了两种构建多线程软件的编程技术（使用异步委托或通过System.Threading的成员）。这两个可以在任何版本的.NET平台工作。
从.NET4.0开始，微软引入了一种全新的多线程应用程序开发方法，即使用TPL并行编程库。使用System.Threading.Tasks中的类型，可以构建可扩展的并行代码，而不必直接与线程和线程池打交道。我们使用TPL的时候也可以使用System,Thrading。这两种线程工具可以非常自然地一起工作。
总体而言，System.Threading.Tasks中的类型被称为任务并行库（Task Parallel Library,TPL）。
此命名空间中的一些类。
Parallel类的作用
TPL中一个十分重要的类时 System.Threading.Tasks.Parallel ，它提供了大量方法，能够以并行的方式迭代数据集合（实现了IEnumerable<T>的对象）。在SDK文档中查看Parallel类，你会发现该类支持两个主要的静态方法——Parallel.For()和Parallel.FoeEach(),每个方法都有很大的重载版本。
并行解释：我们知道foreach里面循环一次，然后再循环，再循环，那并行说的是尽可能把这些分开的一次次循环放在一起执行。加快了速度。
方法中的参数有两个可能需要了解一下，等具体在用到的时候在解释。
出了for,foreach方法外:
这些方法可以用来编写并行执行的码体。这些语句的逻辑与普通循环（使用for或foreach关键字）中的逻辑完全相同。好处是，Parallel类将从线程池中为我们提取线程(和管理并发)。这个方法里面还需要使用System.Func<T>和System.Action<T>委托（到时候会专门介绍委托的时候在仔细介绍）来指定要调用的处理数据方法。
Func<T>委托：表示一个拥有给定返回值和不同数量参数的方法。
Action<t>委托：表示指向有几个参数的方法，但返回 void.
我们在使用For()，ForEach()方法时可以传递强类型的Func<T>或Action<T>委托对象，你也可以使用恰当的C#匿名方法或Lambda表达式来简化编程。
使用Parallel类的数据并行
使用TPL的第一种方式是执行数据并行。使用For,ForEach方法以并行方式对数组或集合中的数据进行迭代。
列子：我们把一个文件夹中的图片，进行翻转，然后保存在别的文件夹中
普通的写法：
private void ProcessFiles() { string[] files = Directory.GetFiles(@"C:\Users\Seali\Pictures\小牛电动", "*.*", SearchOption.AllDirectories); string newDir = @"C:\ModefiedPictures"; Directory.CreateDirectory(newDir); foreach (string item in files) { string filename = Path.GetFileName(item); using (Bitmap bitma = new Bitmap(item)) { bitma.RotateFlip(RotateFlipType.Rotate180FlipNone);//反转180度 bitma.Save(Path.Combine(newDir, filename)); //保存 this.Invoke((Action)delegate { textBox1.Text = string.Format("Processing {0} on thread {1}", filename, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); }); } }
private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { System.Diagnostics.Stopwatch sw = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew(); //用来计算运行时间 ProcessFiles(); double aa=sw.ElapsedMilliseconds / 1000.0; MessageBox.Show(aa+"s"); //计算我们完成这个方法用了多长时间
}
当我们执行此方法的时候，开始就一直卡这，结束了我们只能看到文本框上显示最后一次的名字，因为我们的线程阻塞了。因为我们在等待这个过程，所有卡顿。
换成我们的Parallel类的方法试一下
string[] files = Directory.GetFiles(@"C:\Users\Seali\Pictures\小牛电动", "*.*", SearchOption.AllDirectories); string newDir = @"C:\ModefiedPictures"; Directory.CreateDirectory(newDir); Parallel.ForEach(files, item => //对于集合处理很容易 { string filename = Path.GetFileName(item); using (Bitmap bitma = new Bitmap(item)) { bitma.RotateFlip(RotateFlipType.Rotate180FlipNone); bitma.Save(Path.Combine(newDir, filename)); this.Invoke((Action)delegate //在form对象上调用，允许次线程以线程安全的方式访问控件 { textBox1.Text = string.Format("Processing {0} on thread {1}", filename, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); })； } });
虽然速度上快了一些，但依然阻塞了。有没有办法让我们的线程不再阻塞，当然是有的，介绍我们的第二个类。
Task
定义：表示一个异步操作。可以作为异步委托的简单替代品。
部分构造函数：
部分属性：
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翻译
英语
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TaskFactory 类
提供对创建和计划 Task 对象的支持。
部分方法：（此方法有很多的重载）
传入的委托，指向以异步方式进行调用的方法。居然是异步执行了，我们的主线程不再卡顿了，每循环一次文本框都会变一次了。
跟新我们的代码：
//创建一个新的任务来处理文件 Task.Factory.StartNew(() => { System.Diagnostics.Stopwatch sw = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew(); //用来计算运行时间 ProcessFiles(); double aa = sw.ElapsedMilliseconds / 1000.0; MessageBox.Show(aa + "s"); });
我们也可以取消请求。
Parallel.For()和Pallel.ForEach()方法都支持取消标记，我们调用方法时，传入一个ParallelOption对象，它包含一个CancekkationTokenSource对象。
ParallelOptions 类
存储配置的方法的操作的选项 Parallel 类。
属性：
CancellationToken 结构
传播有关应取消操作的通知。
除此之外我们还需要了解
CancellationTokenSource 类
向应该被取消的 CancellationToken 发送信号。
所有，我们新加一个取消按钮。完整代码如下
private CancellationTokenSource cancelToken = new CancellationTokenSource(); public Form1() { InitializeComponent(); } private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { //创建一个新的任务来处理文件 Task.Factory.StartNew(() => { System.Diagnostics.Stopwatch sw = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew(); //用来计算运行时间 ProcessFiles(); double aa = sw.ElapsedMilliseconds / 1000.0; MessageBox.Show(aa + "s"); }); } private void ProcessFiles() { //设置参数 ParallelOptions parOpts = new ParallelOptions(); parOpts.CancellationToken = cancelToken.Token; parOpts.MaxDegreeOfParallelism = System.Environment.ProcessorCount; string[] files = Directory.GetFiles(@"C:\Users\Seali\Pictures\小牛电动", "*.*", SearchOption.AllDirectories); string newDir = @"C:\ModefiedPictures"; Directory.CreateDirectory(newDir); try { Parallel.ForEach(files, item => { parOpts.CancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();//抛异常 string filename = Path.GetFileName(item); using (Bitmap bitma = new Bitmap(item)) { bitma.RotateFlip(RotateFlipType.Rotate180FlipNone); bitma.Save(Path.Combine(newDir, filename)); this.Invoke((Action)delegate //在form对象上调用，允许次线程以线程安全的方式访问控件 { textBox1.Text = string.Format("Processing {0} on thread {1}", filename, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); }); } }); } catch (OperationCanceledException ex) { this.Invoke((Action)delegate //在form对象上调用，允许次线程以线程安全的方式访问控件 { textBox1.Text = ex.Message; }); } } private void button2_Click(object sender, EventArgs e) { //停止所有的工作者线程 cancelToken.Cancel(); }
以上介绍的是数据并行处理。
使用注意：如果进行数据并行处理，循环的时候是字符串的追加，很小的机会会报错，这个需要注意下
例如： 我把循环换成了这个，发现有时候页面上显示有问题，上一次还没写完，下一次就已经开始了，然后拼接字符串就出现了问题，如果前一次跟下一次做的操作没什么联系用这个就很好
//Parallel.ForEach(dt.AsEnumerable().AsParallel(), //item => //{ // sb.Append("<section class=\"list\" ><span class=\"wenbe hundred\">"); // sb.AppendFormat("<p><u>编号：</u><em>{0}</em></p>", item["ContractNumber"]); // sb.AppendFormat("<p><u>合同名称：</u><em>{0}</em></p>", item["ContractName"]); // sb.AppendFormat("<p><u>签约单位/个人：</u><em>{0}</em></p>", item["ContractUnit"]); // sb.AppendFormat("<p><u>签约时间：</u><em>{0}</em></p>", Convert.ToDateTime(item["ContractTime"]).ToString("yyyy年MM月dd日 HH:mm:ss")); // sb.AppendFormat("<p><u>合同类型：</u><em>{0}</em></p>", item["ContractTypeName"]); // sb.AppendFormat("<p><u>责任社工：</u><em>{0}</em></p>", item["UserName"]); // sb.Append("</span>"); // sb.Append("<section class=\"button\">"); // if (audit) // { // sb.AppendFormat("<a href=\"javascript:showDiv('{0}');\">审核</a>", item["ID"]); // } // sb.Append("</section></section>"); //});
小提示：如何对DataTable里面的行并行处理。
按照我们的理解，我们把一个参数给个可迭代的类型，第二个参数给个委托，
这样写视乎没毛病，第一个参数是个集合，然而显示错误，如果你基础好的话你应该知道，可以迭代的集合需要实现IEnumerable接口或声明GetEnumerator方法的类型，
我们dt.Rows返回的仅仅只是个集合类型，并没实现这两个条件中的一个。
有一个非常简单的方法可以知道你的集合适不适用与迭代，把你的集合打点 看下有没有 AsEnumerable() 此方法，有的话就可以。
把集合换成这个就可以了
dt.AsEnumerable()
更多转换问题就可以参数LinQ语法
使用并行类的任务并行
TPL还可以使用Parallel.Invoke()方法轻松触发多个异步任务.
列子：
点击下载按钮，从别的网站下载类容，然后在进行查询
string theBook; private void btnDownload_Click(object sender, EventArgs e) { //从别的网站下载数据，并把获取的数据赋值给文本框 WebClient wc = new WebClient(); //这是System.Net里面的类 //这个完成事件自己声明 //wc.DownloadStringCompleted += wc_DownloadStringCompleted; //利用委托来完成事件 效果一样 wc.DownloadStringCompleted += (s, eArg) => { theBook = eArg.Result; //得到下载的数据 txtBook.Text = theBook; }; wc.DownloadStringAsync(new Uri("http://www.gutenberg.org/files/98/98-8.txt")); //下载数据 不会阻止线程 } void wc_DownloadStringCompleted(object sender, DownloadStringCompletedEventArgs e) { theBook = e.Result; txtBook.Text = theBook; }
然后我们找出最长的单词和出现次数最多的10个单词
private void btnGetStatus_Click(object sender, EventArgs e) { //重电子书中获取单词 string[] words = theBook.Split(new char[] { ' ', '\u000A', ',', '.', ';', '-', '?', '/' }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries); //找到最常用的个单词 string[] tenMostCommon = null; //= FindTenMostCommon(words); //获取最长的单词 string longesWord = null;// = FindLongesWord(words); tenMostCommon = FindTenMostCommon(words); longesWord = FindLongesWord(words); StringBuilder sb = new StringBuilder("最常见的单词有：\n"); foreach (string item in tenMostCommon) { sb.AppendLine(item); } sb.AppendFormat("最长的单词是：{0}", longesWord); sb.AppendLine(); MessageBox.Show(sb.ToString(), "Book info"); } //查找出现次数前十单词 private string[] FindTenMostCommon(string[] words) { var freQuencyOrder = from word in words where word.Length > 6 group word by word into g orderby g.Count() descending select g.Key; string[] commonWords = (freQuencyOrder.Take(10)).ToArray(); return commonWords; } //查找最长的单词 private string FindLongesWord(string[] words) { return (from word in words orderby word.Length descending select word).FirstOrDefault(); }
可以修改我买的方法，让应用程序使用所有计算机中可用的CUP，加快速度
//尽可能的同时执行这两个方法 Parallel.Invoke(() => { tenMostCommon = FindTenMostCommon(words); }, () => { longesWord = FindLongesWord(words); });
并行LINQ查询（PLINQ）
在System.Linq中的 ParallelEnumerable类提供了一扩展方法
定义：提供一组用于查询实现 ParallelQuery{TSource} 的对象的方法。 此命令的并行等效 Enumerable
它的扩展方法太多了，这里只写几个
例子：
private void btnExecute_Click(object sender, EventArgs e) { Task.Factory.StartNew(() => //防止线程阻塞 { ProcessInfoData(); }); } private void ProcessInfoData() { int[] soure = Enumerable.Range(1, 10000000).ToArray();//生成一个很大的数组 int[] modThreeIsZero = null; modThreeIsZero = (from num in soure where num % 3 == 0 orderby num descending select num).ToArray<int>(); MessageBox.Show(string.Format("found {0} numbers that query", modThreeIsZero.Count()));
}
使用PLINQ查询
改动一下代码，如果可以使用TPL并行的执行该查询，调用AsParallel()
modThreeIsZero = (from num in soure.AsParallel() where num % 3 == 0 orderby num descending select num).ToArray<int>();
取消PLINQ查询，跟上面的类似，把状态传过来就可以了，看一下完整版
private CancellationTokenSource cancelToken = new CancellationTokenSource(); private void btnExecute_Click(object sender, EventArgs e) { Task.Factory.StartNew(() => //防止线程阻塞 { ProcessInfoData(); }); } private void ProcessInfoData() { int[] soure = Enumerable.Range(1, 10000000).ToArray();//生成一个很大的数组 int[] modThreeIsZero = null; try { modThreeIsZero = (from num in soure.AsParallel() where num % 3 == 0 orderby num descending select num).ToArray<int>(); MessageBox.Show(string.Format("found {0} numbers that query", modThreeIsZero.Count())); } catch (OperationCanceledException ex) { this.Invoke((Action)delegate { this.Text = ex.Message; }); } } private void btnCancel_Click(object sender, EventArgs e) { cancelToken.Cancel(); }
.NET 4.5 下的异步调用
注意啦，使用这个，你的版本需要到达4.5哦。
此版本新增了两个关键字，来简化了编写异步代码的过程。async和await关键字。
C#async和await关键字初深
C#async关键字用来指定某个方法、Lambda表达式或匿名方法自动以一部的方式来调用。在调用async方法时，await关键字自动暂停但前线程中任何其他活动，直到任务完成，离开调用线程。
例如：
private void btnCallMethod_Click(object sender, EventArgs e) { txtInput.Text = DoWorkAsync(); } private string DoWorkAsync() { Thread.Sleep(10000); return "Down with work!"; }
当我点击按钮的时候，需要等待10秒钟，文本框才能接受到类容，线程也阻塞了。用上面的方法实现起来需要写很多。但在.NET4.5下，我们可以这么写
在写之前，你要了解：
T代表返回的类型。
//async关键字修饰此方法 private async void btnCallMethod_Click(object sender, EventArgs e) { txtInput.Text = await DoWorkAsync(); //使用await接受类容 记住一点就可以了 async修饰了方法，里面一定要用await修饰Task.Run() } private Task<string> DoWorkAsync() { //异步执行 var d= Task.Run(() => { Thread.Sleep(10000); return "Down with work!"; }); //先谈框 MessageBox.Show(d.GetType().ToString()); return d; }
此方法作为非阻塞调用。在被调用的方法名前面使用了await关键字。这很重要：如果async关键字修饰某个方法，但内部没有一个方法await方法调用，任会构建一个阻塞。
DoWork()的实现直接返回Task<T>对象，它是Task.Run()的返回值。 Task.Run( retun T:) Task,T>
异步方法的命名预定
任何返回Task的方法都用“Async”作为后缀。
返回void的异步方法
private async Task MethodAsync() { await Task.Run(() => { Thread.Sleep(4000); }); }
单个async方法中可以拥有多个await上下文
private async void button2_Click(object sender, EventArgs e) { await Task.Run(() => { Thread.Sleep(2000); }); MessageBox.Show("我在做第一件事"); await Task.Run(() => { Thread.Sleep(2000); }); MessageBox.Show("我在做第二件事"); await Task.Run(()=>{Thread.Sleep(200);}); MessageBox.Show("我在做第三件事"); }
执行了此方法，每等待两秒才会弹一次框，不会像上面那样先弹框。
关键点：
①方法（包括Lambda表达式和匿名方法）可以用async关键字标记，允许该方法以非阻塞的形式进行工作
②用async关键字标记的方法（包括Lambda表达式和匿名方法）在遇到await关键字之前将以阻塞的形式运行
③单个async方法可以拥有多个await上下文
④当遇到await表达式时，调用线程将挂起，直到await的任务完成。同时，控制将返回给方法的调用者（解释了为什么每等待2秒才弹框）
⑤await关键字将从视图中隐藏返回Task对象，直接返回实际的返回值。没有返回值的方法返回可以简单的返回void.
⑥根据命名预定，要被异步调用的方法应该以“Async”作为后缀
改进我们在System.Threading中的代码
//此方法不能用async标记 static void Main(string[] args) { AddAsync(); Console.ReadLine(); } private static async Task AddAsync() { Console.WriteLine("开始你的表演："); Console.WriteLine("ID of thread in Mian():{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); await Sum(10, 20); Console.WriteLine("其他的线程做完了"); } static async Task Sum(int a, int b) { await Task.Run(() => { Console.WriteLine("ID of thread in Add():{0}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Console.WriteLine("{0}+{1} ={2}",a,b,a+b); }); }
速度是相当的快。
基础也就介绍到这了。
