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一簡介：

多線程的原理我就不講了，做開發(fā)處處用到。C#也提供了幾種多線程的使用方式，分別是Thread類、ThreadPool類、Parallel 類和Task類，這里只講Task，其他的知道有就可以了，就像當(dāng)初做iOS開發(fā)的時候，也把蘋果原生的幾種線程都學(xué)了，也做了博客記錄，但是在實際開發(fā)當(dāng)中這么多年卻只用了GCD這一種方式來處理，問就是好用、性能高。就像人吃飯一樣，有肉不吃干嘛非要去喝湯，對吧？

二 Task介紹

Task 是 .NET 中用于表示異步操作的類，出現(xiàn)在C#4.0時代，可以簡單看作相當(dāng)于Thead+TheadPool，其性能比直接使用Thread要好太多，它可以適用于很多種場景和功能。
比如：

異步執(zhí)行代碼：Task 允許在單獨的線程上執(zhí)行代碼塊，從而避免阻塞主線程，提高程序的響應(yīng)性和并發(fā)性。
等待異步操作完成：通過 await 關(guān)鍵字可以等待 Task 完成，從而實現(xiàn)非阻塞的異步操作。
并行執(zhí)行多個任務(wù)：Task 可以用于并行執(zhí)行多個獨立的任務(wù)，從而加快任務(wù)的完成速度，提高系統(tǒng)的性能。
處理異常：Task 提供了異常處理機制，可以在異步操作中捕獲和處理異常。
輕量級的線程管理：Task 使用線程池來管理線程，避免了頻繁創(chuàng)建和銷毀線程的開銷，使得線程的管理更加高效。
取消異步操作：Task 支持取消操作，可以通過 CancellationToken 來取消正在進行的異步操作。

總之，Task在多線程開發(fā)中起著非常重要的作用，一定要學(xué)好并用好。

三 Task開啟方式

Task對象的Start()方法

            Console.WriteLine("當(dāng)前線程1：{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Task task1 = new Task(() =>// 無返回值
            {
                Console.WriteLine("當(dāng)前線程2：{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Thread.Sleep(2000);
            });
            task1.Start();
            Console.WriteLine("主線程不受影響");

            Task<string> task2 = new Task<string>(() => {//  有返回值string類型
                return "task2";
            });
            task2.Start();
            string str = task2.Result;
            Console.WriteLine(str);

Task的靜態(tài)方法(函數(shù))Run()

            Task.Run(() =>
            {
                Console.WriteLine("這里是子線程嘍");
            });
            Task<string> task = Task.Run<string>(() =>
            {
                return"這里是子線程嘍";
            });
            string str = task.Result;
            Console.WriteLine($"{str}");

Task工廠

            TaskFactory factory = Task.Factory;
            factory.StartNew(() =>
            {
                Console.WriteLine("你好 task");
            });

            Task<string> task = factory.StartNew<string>(() =>
            {
                return "你好 task";
            });
            string str = task.Result;
            Console.WriteLine($"{str}");

四 Task調(diào)用方法

            Debug.WriteLine("主線程--{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Task.Run(t1);
            Task.Run(() => t1());

            Task.Run(() => t2("ceshi"));

        private void t1()
        {
            Debug.WriteLine("t1--{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        }
        private void t2(string str)
        {
            Debug.WriteLine("t2--{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        }

五 Task線程等待（阻塞線程）

Wait()

            Task task1 = Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(1000);
                Console.WriteLine("我排第二");
            });
            Console.WriteLine("我先打印");
            task1.Wait(2000); //等待2000毫秒后再往下走 如果寫task1.Wait()就是必須要等task1子線程走完才能往下走（那我有必要開子線程嘛）
            Task task2 = Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(1000);
                Console.WriteLine("我墊底了嘛");
            });
            task2.Wait(500);
            Console.WriteLine("我當(dāng)老三");

WaitAll()

            Console.WriteLine("來任務(wù)咯");
            Task task1 = Task.Run(() => {
                Thread.Sleep(1000);
                Console.WriteLine("我耗時1秒");
            });
            Task task2 = Task.Run(() => {
                Thread.Sleep(2000);
                Console.WriteLine("我耗時2秒");
            });
            Task.WaitAll(task1, task2);// 等待task1和task2任務(wù)全走完才能往后走
            Console.WriteLine("沒事，我等你們走完我再走");

WaitAny()

            Console.WriteLine("來任務(wù)咯");
            Task task1 = Task.Run(() => {
                Thread.Sleep(1000);
                Console.WriteLine("我耗時1秒");
            });
            Task task2 = Task.Run(() => {
                Thread.Sleep(2000);
                Console.WriteLine("我耗時2秒");
            });
            Task.WaitAny(task1, task2);// task1和task2只要有一個任務(wù)完成就往后走
            Console.WriteLine("只要有一個任務(wù)完成我就走嘍");

六 Task任務(wù)的延續(xù)

TaskAwaiter<TResult> GetAwaiter()：Task類的實例方法，返回TaskAwaiter對象。
TResult GetResult()：TaskAwaiter類的實例方法，返回線程任務(wù)的返回結(jié)果。

            Task<int> task1 = Task.Run<int>(() => { return 1; });
            Task<int> task2 = Task.Run<int>(() => { return 2; });
            TaskAwaiter<int> task1Awaiter = task1.GetAwaiter();
            TaskAwaiter<int> task2Awaiter = task2.GetAwaiter();
            Task<int> task = Task.Run<int>(() =>
            {
                return task1Awaiter.GetResult() + task2Awaiter.GetResult();
            });
            Console.WriteLine($"讓我來看看你們給的數(shù)字和是:{task.Result}");
            Console.WriteLine("會阻塞主線程哦");

WhenAll(task1,task2,...)：Task的靜態(tài)方法，作用是異步等待指定任務(wù)完成后，返回結(jié)果。當(dāng)線程任務(wù)有返回值時，返回Task<TResult[]>對象，否則返回Task對象。
WhenAny()用法與WhenAll()是一樣的，不同的是只要指定的任意一個線程任務(wù)完成則立即返回結(jié)果。

            // WhenAll WhenAny + ContinueWith 不阻塞主線程
            Task<int> task1 = Task.Run(() => { Thread.Sleep(5000); return 1; });
            Task<int> task2 = Task.Run(() => { Thread.Sleep(5000); return 2; });
            Task<string> task = Task.WhenAll(task1, task2).ContinueWith((t) => {
                // t：ContinueWith的返回值，一個新的延續(xù)task
                Debug.WriteLine(task1.Result);
                Debug.WriteLine(task2.Result);
                return "3";
            });
            Console.WriteLine($"我立馬打印，對我沒影響");
            Console.WriteLine($"我要等task走完才能打印哦:{task.Result}");
            Console.WriteLine($"上面堵了，我也要等了");
        }

ContinueWith()：Task類的實例方法，異步創(chuàng)建當(dāng)另一任務(wù)完成時可以執(zhí)行的延續(xù)任務(wù)。也就是當(dāng)調(diào)用對象的線程任務(wù)完成后，執(zhí)行ContinueWith()中的任務(wù)。
ContinueWhenAny：某一個任務(wù)執(zhí)行結(jié)束后，去觸發(fā)一個動作，不卡主線程，TaskFactory實例方法，等價于WhenAny+ContinueWith
ContinueWhenAll：所有任務(wù)執(zhí)行完成后，去觸發(fā)一個動作，不卡主線程，TaskFactory實例方法，等價于WhenAll+ContinueWith

七 Task枚舉

AttachedToParent：父子任務(wù)
假設(shè)遇到如下需求，線程parentTask中開啟了線程task1和task2，希望在開啟parentTask線程任務(wù)的主線程中阻塞等待parentTask、task1和task2的任務(wù)完成。
此時可以將task1和task2線程依附到parentTask線程上作為parentTask的子線程，這樣主線程在等待parentTask線程完成時，就必須同步等待task1和task2線程的任務(wù)完成

Task parentTask = new Task(() => {
    Task task1 = new Task(() => { Console.WriteLine("task1任務(wù)。。。。。。"); }, TaskCreationOptions.AttachedToParent);
    Task task2 = new Task(() => { Console.WriteLine("task2任務(wù)。。。。。。"); }, TaskCreationOptions.AttachedToParent);
    task1.Start();
    task2.Start();
});
parentTask.Start();
parentTask.Wait();
Console.WriteLine("我是主線程");

LongRunning：耗時任務(wù)
當(dāng)要執(zhí)行的線程任務(wù)比較耗時時，建議在創(chuàng)建線程對象時傳入?yún)?shù)TaskCreationOptions.LongRunning，以此來聲明為長時間運行的線程任務(wù)。

默認(rèn)情況下，新建Task線程是從線程池ThreadPool中分配出來的，當(dāng)使用TaskCreationOptions.LongRunning聲明后則是直接新建一個線程。這樣就可以避免耗時任務(wù)一直占用線程池資源的情況。當(dāng)然了，也可以直接使用Thread，效果上是一樣的。

            Task task = new Task(() => { ...}, TaskCreationOptions.LongRunning);
            task.Start();

八 Task中使用取消令牌

介紹說明：
Task中的取消功能使用的是CanclelationTokenSource，即取消令牌源對象，可用于解決多線程任務(wù)中協(xié)作取消和超時取消。
CancellationToken Token：CanclelationTokenSource類的屬性成員，返回CancellationToken對象，可以在開啟或創(chuàng)建線程時作為參數(shù)傳入。
bool IsCancellationRequested：CanclelationTokenSource類的屬性成員，表示當(dāng)前任務(wù)是否已經(jīng)請求取消。Token類中也有此屬性成員，兩者互相關(guān)聯(lián)。
void Cancel()：CanclelationTokenSource類的實例方法，取消線程任務(wù)，同時將自身以及關(guān)聯(lián)的Token對象中的IsCancellationRequested屬性置為true。
void CancelAfter(int millisecondsDelay)：CanclelationTokenSource類的實例方法，用于延遲取消線程任務(wù)。
CancellationTokenRegistration Register(Action callback)：Token類的實例方法，用于注冊取消任務(wù)后的回調(diào)任務(wù)。
Dispose (): 當(dāng)不再需要取消令牌時，應(yīng)調(diào)用 CancellationTokenSource 的 Dispose 方法來釋放資源。這是很重要的，特別是在長時間運行的應(yīng)用程序中，以確保不會發(fā)生資源泄露

            // Task任務(wù)的取消和判斷
            CancellationTokenSource cst = new CancellationTokenSource();
            Task task = Task.Run(() => {
                while (!cst.IsCancellationRequested)
                {
                    Console.WriteLine("持續(xù)時間:" + DateTime.Now);
                }
            }, cst.Token);//這里第二個參數(shù)傳入取消令牌

            Thread.Sleep(2000);
            cst.Cancel(); //兩秒后結(jié)束

            // 任務(wù)的延時取消可以用于訪問超時、執(zhí)行超時等情況下的任務(wù)強制終止
            CancellationTokenSource cst = new CancellationTokenSource();
            Task task = Task.Run(() => {
                while (!cst.IsCancellationRequested)
                {
                    Console.WriteLine("持續(xù)時間:" + DateTime.Now);
                }
            }, cst.Token);//這里第二個參數(shù)傳入取消令牌
            cst.CancelAfter(2000); //兩秒后結(jié)束 也是異步進行

            // Task任務(wù)取消回調(diào)：如果取消任務(wù)后希望做一些處理工作。
            // 此時可以使用CancellationToken類的Register()函數(shù)來注冊一個委托（回調(diào)函數(shù)），用于取消線程后調(diào)用。
            CancellationTokenSource cst = new CancellationTokenSource();
            Task task = Task.Run(() => {
                while (!cst.IsCancellationRequested)
                {
                    Console.WriteLine("持續(xù)時間:" + DateTime.Now);
                    Thread.Sleep(500);
                }
            }, cst.Token);//這里第二個參數(shù)傳入取消令牌
            cst.Token.Register(() => {
                Console.WriteLine("開始處理工作......");
                Thread.Sleep(2000);
                Console.WriteLine("處理工作完成......");
            });
            Thread.Sleep(2000);
            cst.Cancel(); //兩秒后結(jié)束

常規(guī)用法：

        private Task task;
        private CancellationTokenSource cancellationSource;

        private void TestTokenSource()
        {
            // 常規(guī)使用
            cancellationSource = new CancellationTokenSource();
            CancellationToken token = cancellationSource.Token;
            task = Task.Run(() =>
            {
                while (!token.IsCancellationRequested)
                {
                    Console.WriteLine("持續(xù)工作");
                }
            }, token);
            task.Wait(5000);
            cancellationSource?.Cancel();
            cancellationSource?.Dispose();
        }

或者

        private CancellationTokenSource cts123;

        private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            cts123 = new CancellationTokenSource();
            CancellationToken token = cts123.Token;
            Task.Run(async () =>
            {
                Debug.WriteLine("開啟循環(huán)");
                while (!token.IsCancellationRequested)
                {
                    Debug.WriteLine("任務(wù)進行中...");
                    await Task.Delay(1000);
                    //await Task.Delay(1000,token); 如果取下這里會立即報 異常，可外部增加try來捕捉，就不用再等1秒了
                }
                Debug.WriteLine("結(jié)束循環(huán)");
            }, token);
        }

        private void button5_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            cts123?.Cancel();
            cts123?.Dispose();
            cts123 = null;

        }

CancellationTokenSource和CancellationToken區(qū)別：
CancellationTokenSource(CTS): 這是生成取消令牌的主要對象?？梢酝ㄟ^調(diào)用它的 Cancel 方法來請求取消一個或多個操作。
CancellationToken(CT): 這是一個輕量級的結(jié)構(gòu)，由 CancellationTokenSource 生成，并可以傳遞到多個操作中。操作可以檢查此令牌的狀態(tài)以確定是否應(yīng)該取消其執(zhí)行。

            cancellationSource = new CancellationTokenSource();
            cancellationSource.Cancel();
            cancellationSource.Dispose();


            if (cancellationSource.Token.IsCancellationRequested)// 報錯 System.ObjectDisposedException:“CancellationTokenSource 已釋放?！?            {
                Console.WriteLine("cancle");
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("not cancle");
            }


            if (cancellationSource.IsCancellationRequested)
            {
                Console.WriteLine("cancle");// 打印
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("not cancle");
            }


            if (cancellationSource != null)
            {
                Console.WriteLine("not null");// 打印
            }
            else
            {
                Console.WriteLine(" null");
            }

九 Task跨線程訪問控件

在使用Winform或WPF編寫程序時，經(jīng)常會遇到跨線程訪問控件的情況，除了使用Invoke和委托等方法外，還可以有以下兩種解決方法。

方式一：
直接將TaskScheduler對象做為參數(shù)傳給Start()函數(shù)（使用TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext()可以獲得TaskScheduler對象），以此來將線程任務(wù)傳送到指定的調(diào)度程序中運行，結(jié)合WPF編程寶典多線程章節(jié)中的內(nèi)容，應(yīng)該是將線程任務(wù)丟給控件元素所在線程的調(diào)度程序中運行。這樣做雖然可以跨線程訪問控件，但是帶來的弊端就是，如果線程任務(wù)耗時，就會讓整個窗體卡住。

            Task task = new Task(() =>
            {
                Thread.Sleep(5000);//模擬耗時處理
                txt_Info.Text = "test"; //此為文本控件
            });
            task.Start(TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext());

方式二：
針對線程耗時的情況，如果直接使用方式一，會導(dǎo)致整個UI界面都卡住，等到控件處理完成才恢復(fù)，這樣顯然是不可以的。因此要改變一下用法，利用線程延續(xù)，將耗時的任務(wù)與訪問UI控件的任務(wù)分為兩個線程，訪問UI的線程放到延續(xù)的線程中。

            txt_Info.Text = "數(shù)據(jù)正在處理中......";
            txt_Info.Text = "數(shù)據(jù)正在處理中......";
            Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(5000);
            }).ContinueWith(t => {
                txt_Info.Text = "test";
            }, TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext());

十 Task的異常處理

1.線程外部使用Wait：Task線程的異常處理不能直接將線程對象相關(guān)代碼try-catch來捕獲，那樣是捕獲不到異常的，因為開始異常還沒發(fā)生，主線程已經(jīng)執(zhí)行完畢，需要通過調(diào)用線程對象的wait()函數(shù)，通過wait()函數(shù)來進行線程的異常捕獲。此外，線程的異常會聚合到AggregateException異常對象中（AggregateException是專門用來收集線程異常的異常類），需要通過遍歷該異常對象，獲取正確的異常信息。如果捕獲到線程異常之后，還想繼續(xù)往上拋出，就需要調(diào)用AggregateException對象的Handle函數(shù)，并返回false。（Handle函數(shù)遍歷了一下AggregateException對象中的異常）

            Task task1 = Task.Run(() =>
            {
                throw new Exception("線程1的異常拋出");
            });
            Task task2 = Task.Run(() =>
            {
                throw new Exception("線程2的異常拋出");
            });
            Task task3 = Task.Run(() =>
            {
                throw new Exception("線程3的異常拋出");
            });

            try
            {
                task1.Wait();
                task2.Wait();
                task3.Wait();
            }
            catch (AggregateException ex)
            {
                foreach (var item in ex.InnerExceptions)
                {
                    Console.WriteLine(item.Message);
                }
                //如果希望再將異常往外拋出，可以調(diào)用AggregateException的Handle函數(shù)
                //ex.Handle(p => false);
            }
            Console.Read();

2.線程內(nèi)部可直接try-catch

            try
            {
                Task task = Task.Run(() =>
                {
                    try
                    {
                        int i = 0;
                        int j = 10;
                        int k = j / i; //嘗試除以0，會異常
                    }
                    catch (Exception ex)
                    {
                        Debug.WriteLine($"線程內(nèi)異常{ex.Message}");
                    }
                });
            }
            catch (AggregateException aex)
            {
                foreach (var exception in aex.InnerExceptions)
                {
                    Debug.WriteLine($"線程不等待：異常{exception.Message}");
                }
            }

十一 Task.Delay(5000).Wait()和await Task.Delay(5000)區(qū)別

Task.Delay(5000); // 創(chuàng)建一個在指定的毫秒數(shù)后完成的任務(wù)，Task.Delay() 是一個異步執(zhí)行的方法。
Wait() 方法是一個同步方法，它會阻塞調(diào)用它的線程，直到 Task.Delay 返回的任務(wù)完成。
await關(guān)鍵字用于等待一個Task或Task<T> 的完成，而不會阻塞當(dāng)前線程。你可以在async方法內(nèi)部使用await

十二 token傳遞和不傳遞的區(qū)別

在官方網(wǎng)站中是這樣解釋這個重載方法的：
Run(Action, CancellationToken):將指定的工作排入隊列，以在線程池上運行，并返回表示該工作的 Task 對象。取消令牌允許取消工作（如果尚未啟動）。
那么我們試一下例子

image.png

我們傳遞token后

image.png

所以如果不傳遞token，我們就無法控制這個任務(wù)的取消。

在看一個例子

通過打印，可以看到，一旦task開啟后，即使傳遞了token，外面也無法真的取消掉，因此我們傳遞token的同時還必須在內(nèi)部對token進行IsCancellationRequested的判斷。
在C#中，當(dāng)您使用Task.Run并傳遞一個CancellationToken時，這個令牌不僅可以在任務(wù)內(nèi)部用于檢查取消請求，而且Task.Run方法本身也會對這個令牌進行監(jiān)視。這意味著，如果令牌在任務(wù)開始執(zhí)行之前或執(zhí)行過程中被取消，Task.Run返回的Task對象將能夠反映出這一點。然而，如果您不將CancellationToken作為參數(shù)傳遞給Task.Run，那么即使您在任務(wù)內(nèi)部定義了一個CancellationToken變量并檢查它，Task.Run返回的Task對象也不會知道這個令牌的存在或狀態(tài)。換句話說，Task對象本身不會因為這個令牌而被取消或改變其狀態(tài)。
其實，我們把token傳遞之后，任務(wù)本身知道了token的狀態(tài)，會在令牌取消后，自己做一些提前退出或釋放資源等等，所以最好還是把token作為第二個參數(shù)進行傳遞。

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C#多線程之Task

C#多線程之Task

一簡介：

二 Task介紹

三 Task開啟方式

四 Task調(diào)用方法

五 Task線程等待（阻塞線程）

六 Task任務(wù)的延續(xù)

七 Task枚舉

八 Task中使用取消令牌

九 Task跨線程訪問控件

十 Task的異常處理

十一 Task.Delay(5000).Wait()和await Task.Delay(5000)區(qū)別

十二 token傳遞和不傳遞的區(qū)別

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一簡介：