知名个人网站,邯郸市博物馆,网站排名 算法,比较好的家装设计网站在.NET 4.0中#xff0c;并行计算与多线程得到了一定程度的加强#xff0c;这主要体现在并行对象Parallel#xff0c;多线程Task#xff0c;与PLinq。这里对这些相关的特性一起总结一下。 使用Thread方式的线程无疑是比较麻烦的#xff0c;于是在这个版本中有了改善的版本… 在.NET 4.0中并行计算与多线程得到了一定程度的加强这主要体现在并行对象Parallel多线程Task与PLinq。这里对这些相关的特性一起总结一下。 使用Thread方式的线程无疑是比较麻烦的于是在这个版本中有了改善的版本Task。除了运行效率等方面的提升Task还与并行计算紧紧联系在了一起这些线程充分的利用了多核的优势在一定的场合下大幅的提高了程序的运行效率。屏蔽了运行细节的Task和Parallel方式使得程序员们完全不用编写任何针对多核的程序只需要使用标准的类库完成任务就可以了其它的CLR会去处理。
这一篇中先看第一个利器多线程Task。 Task类为把线程类进行改良使之使用起来更简便更加容易。要想开启一个新的线程执行任务只要调用Task.Factory.StartNew方法就可以了执行完这个语句后线程就开始运行了。当然了使用new初始化一个Task然后适时调用其Start方法开始运行也是很不错的一个选择。 using System;
using System.Threading.Tasks;class Program
{static void Main(string[] args){ var task Task.Factory.StartNew(() {for (int i 0; i 100; i) { Console.Write(B); }});task.ContinueWith(t {Console.WriteLine();Console.WriteLine(sub task {0} done, t.Id);});for (int i 0; i 100; i) { Console.Write(A); }task.Wait();}
} 注意最后的task.Wait()调用这个方法是等待子线程执行结束当需要等待子线程结果的时候它最有用。 task对象还有很多有用的方法从它们的名字就可以知道它们各自的用途了其中实例方法如上面的ContinueWith方法它会在task执行完毕后执行其参数指定的行为静态方法如WaitAnyWaitAll等它们指定了在执行多个task时主线程的等待条件。 对于多线程编程来说启动线程并等待其自然结束是最常见的一种应用处理也比较简单。相比而言线程的中途终止和异常的处理要麻烦的多难以预计的隐藏bug会出现在线程程序中。
线程的终止类型 线程执行的任务结束以后线程就正常结束了。这里线程任务结束通常有3种情况任务正常执行完任务被取消任务被异常打断结束。查询Task结束时的状态类型就是调用相关的属性如下面的例子 static void Main(string[] args)
{Task t new Task(() {Console.WriteLine(任务开始工作……);//模拟工作过程Thread.Sleep(5000);});t.Start();t.ContinueWith((task) {Console.WriteLine(任务完成完成时候的状态为);Console.WriteLine(IsCanceled{0}\tIsCompleted{1}\tIsFaulted{2}, task.IsCanceled, task.IsCompleted, task.IsFaulted);});Console.ReadKey();
} Task对象的三个属性IsCompletedIsCanceledIsFaulted就是查询线程的执行情况不过需要注意只要线程结束了不管是以什么方式IsCompleted始终返回true。IsCanceled代表程序被主动取消了IsFaulted代表线程出现异常被动结束这两个值都为false代表线程是正常执行完结束的。 正常结束的情况比较简单这里就不多说了这里看一下子线程任务的取消问题。这在编程中是很常见的一个需求启动了一个线程以后发现某些条件具备了就不需要线程继续运行了这个时候就需要取消线程任务。
主动取消/中止线程的标准做法 在以前的版本中我基本上是都通Thread的Abort方法强行的中止线程。在C# 4.0中标准的取消一个线程任务的做法是使用协作式取消(Cooperative Cancellation)。协作式取消的机制是如果线程需要被停止那么线程自身就得负责开放给调用者这样的接口Cancled然后线程在工作的同时不断以某种频率检测Cancled标识(通常是把任务主体包装到循环中)若检测到Cancled线程自己负责退出。
下面是一个最基础的协作式取消的样例 // 设定取消标识
CancellationTokenSource cts new CancellationTokenSource();
Thread t new Thread(() {while (true){// 检查取消标识if (cts.Token.IsCancellationRequested){Console.WriteLine(线程被终止);break;}Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString());Thread.Sleep(1000);}});t.Start();
Console.ReadLine();
// 主线程申请取消
cts.Cancel(); 调用者使用CancellationTokenSource的Cancle方法通知工作线程退出。工作线程则以一定的的频率一边工作一边检查是否有外界传入进来的Cancel信号。若有这样的信号则负责退出。可以看到在正确停止线程的机制中真正起到主要作用的是线程本身它负责检测相关信号并退出。 协作式取消中的关键类型是CancellationTokenSource。它有一个关键属性TokenToken是一个名为CancellationToken的值类型。CancellationToken继而进一步提供了布尔值的属性IsCancellationRequested作为需要取消工作的标识。CancellationToken还有一个方法尤其值得注意那就是Register方法。它负责传递一个Action委托在线程停止的时候被回调使用方法如
cts.Token.Register(()
{Console.WriteLine(工作线程被终止了。);
}); 而且Task对象对CancellationTokenSource对象是天生支持的在构造Task对象的时候就可以传进去CancellationTokenSource的实例。看一个网上的小例子 static void Main(string[] args)
{CancellationTokenSource cts new CancellationTokenSource();Taskint t new Taskint(() Add(cts.Token), cts.Token);t.Start();t.ContinueWith(TaskEnded);//等待按下任意一个键取消任务Console.ReadKey();cts.Cancel();Console.ReadKey();
}static void TaskEnded(Taskint task)
{Console.WriteLine(任务完成完成时候的状态为);Console.WriteLine(IsCanceled{0}\tIsCompleted{1}\tIsFaulted{2}, task.IsCanceled, task.IsCompleted, task.IsFaulted);Console.WriteLine(任务的返回值为{0}, task.Result);
}static int Add(CancellationToken ct)
{Console.WriteLine(任务开始……);int result 0;while (!ct.IsCancellationRequested){result;Thread.Sleep(1000);}return result;
} 不过需要注意像上面这么写使用ct.IsCancellationRequested判断一下如果取消信号被设定了则退出任务这种情况CLR会认为是成功结束的这切实反应了程序员的期望IsCanceled会返回false。如果想出现IsCanceled为true的情况那么程序就要改写成 static void Main(string[] args)
{CancellationTokenSource cts new CancellationTokenSource();Taskint t new Taskint(() AddCancleByThrow(cts.Token), cts.Token);t.Start();t.ContinueWith(TaskEndedByCatch);//等待按下任意一个键取消任务Console.ReadKey();cts.Cancel();Console.ReadKey();
}static void TaskEndedByCatch(Taskint task)
{Console.WriteLine(任务完成完成时候的状态为);Console.WriteLine(IsCanceled{0}\tIsCompleted{1}\tIsFaulted{2}, task.IsCanceled, task.IsCompleted, task.IsFaulted);try{Console.WriteLine(任务的返回值为{0}, task.Result);}catch (AggregateException e){e.Handle((err) err is OperationCanceledException);}
}static int AddCancleByThrow(CancellationToken ct)
{Console.WriteLine(任务开始……);int result 0;while (true){ct.ThrowIfCancellationRequested();result;Thread.Sleep(1000);}return result;
} 在任务结束求值的方法TaskEndedByCatch中如果任务是通过ThrowIfCancellationRequested方法结束的对任务求结果值将会抛出异常OperationCanceledException而不是得到抛出异常前的结果值。这意味着任务是通过异常的方式被取消掉的所以可以注意到上面代码的输出中状态IsCancled为true。同时你会发现IsFaulted状态却还是等于false。这是因为ThrowIfCancellationRequested是协作式取消方式类型CancellationTokenSource的一个方法CLR进行了特殊的处理。CLR知道这一行程序开发者有意为之的代码所以不把它看作是一个异常它被理解为取消。要得到IsFaulted等于true的状态自己手动在一个地方抛出一个异常试试就可以了。 此外CancellationTokenSource就是可以被多个Task共享的这样可以取消一组任务。取消一组任务最简单的就是使用任务工厂。任务工厂支持多个任务之间共享相同的状态如取消类型。通过使用任务工厂可以同时取消一组任务 static void Main(string[] args)
{CancellationTokenSource cts new CancellationTokenSource();//等待按下任意一个键取消任务TaskFactory taskFactory new TaskFactory();Task[] tasks new Task[]{taskFactory.StartNew(() Add(cts.Token)),taskFactory.StartNew(() Add(cts.Token)),taskFactory.StartNew(() Add(cts.Token))};//CancellationToken.None指示TasksEnded不能被取消taskFactory.ContinueWhenAll(tasks, TasksEnded, CancellationToken.None);Console.ReadKey();cts.Cancel();Console.ReadKey();
}static void TasksEnded(Task[] tasks)
{Console.WriteLine(所有任务已完成);
} 好了看完线程的正常取消再来看一下线程的异常问题这个在上面也简单说了一下这是一种程序员不期望的线程结束的方式。
线程的异常处理 先看下面的例子
Task.Factory.StartNew(()
{throw new Exception();
}); 运行这段程序你会发现根本没有异常抛出线程中的异常会被线程忽略掉这个是我们不需要的我们需要知道异常发生了并进行相应的处理。 跟踪这种问题通常记日志是一种常用方法。此外通过技术手段去捕获这些异常时另一种方式这是这里讨论的重点。 Task线程中未捕获的异常会在垃圾回收时终结器执行线程中被抛出。我们可以通过GC.Collect来强制垃圾回收从而引发终结器处理线程此时Task的未捕获异常会被抛出。例如 //在Task中抛出异常
Task.Factory.StartNew(()
{throw new Exception();
});
//确保任务完成
Thread.Sleep(100);
//强制垃圾回收
GC.Collect();
//等待终结器处理
GC.WaitForPendingFinalizers(); 好了异常抛出程序崩溃了。不过这个行为在.NET 4.5中又有所改变直接运行这个程序并不会抛出异常而在App.config中添加如下配置以后异常才会抛出
configurationruntimeThrowUnobservedTaskExceptions enabledtrue//runtime
/configuration 抛出异常程序崩溃并不是程序员想要的行为我们期望的是可以捕获异常并处理之。要达到这个目的针对Task对象我们可以采用的手段有这么几个调用Task.Wait/WaitAll或者引用TaskT.Result属性(这个在上面的例子中已经使用了)或者最简单的引用Task.Exception属性来捕获Task的异常。 例如通过Task.Wait手动捕获AggregateException try
{Task.WaitAll(Task.Factory.StartNew(() {throw new Exception();}));
}
catch (AggregateException)
{// 处理异常//......
} 这样我们就捕获到了异常并可以处理它了。 当然最简单的就是直接引用一下Task.Exception属性 Task.Factory.StartNew(()
{throw new Exception();
}).ContinueWith(t { var exp t.Exception;// 处理异常//......
}); 同样的我们捕获了异常并且处理掉异常就可以了像上面例子中的处理方式就是忽略线程异常没做任何处理。 另外可以通过TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted来使得只有在发生异常时才去执行ContinueWith中指定的行为代码如下
Task.Factory.StartNew(()
{throw new Exception();
}).ContinueWith(t { var exp t.Exception; }, TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted); 最后需要说明的是TaskScheduler.UnobservedTaskException事件该事件是所有未捕获被抛出前的最后可以将其捕获的方法。通过UnobservedTaskExceptionEventArgs.SetObserved方法来将异常标记为已捕获。 TaskScheduler.UnobservedTaskException (s, e)
{//设置所有未捕获异常被捕获e.SetObserved();
};Task.Factory.StartNew(()
{throw new Exception();
}); 好了Task的有关问题就总结到这里了下面将总结一下并行计算方面的知识它们与Task对象之间其实存在着千丝万缕的联系。
