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C#异步Task

目录

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

posted @ 2024-05-14 14:44  Aigu  阅读(287)  评论(0)  编辑  收藏  举报