一、任務Task
#System.Threading.Tasks在.NET4引入，前面執行緒的API太多了，控制不方便，ThreadPool控制能力又太弱，比如做線程的延續、阻塞、取消、超時等功能不太方便，所以Task就抽象了線程功能，在後台使用ThreadPool
#1、啟動任務
可以使用TaskFactory類別或Task類別的建構子和Start()方法，委託可以提供帶有一個Object類型的輸入參數，所以可以傳遞給任務任意數據，還漏了一個常用的Task.Run
TaskFactory taskFactory = new TaskFactory();
taskFactory.StartNew(() =>
{
Console.WriteLine($"tid={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},datetime={DateTime.Now}");
});
Task.Factory.StartNew(() =>
{
Console.WriteLine($"tid={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},datetime={DateTime.Now}");
});
Task task = new Task(() =>
{
Console.WriteLine($"tid={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},datetime={DateTime.Now}");
});
task.Start();只有Task類別實例方式需要Start()去啟動任務，當然可以RunSynchronously()來同步執行任務，主執行緒會等待，就是用主執行緒來執行這個task任務
Task task = new Task(() =>
{
Thread.Sleep(10000);
Console.WriteLine($"tid={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},datetime={DateTime.Now}");
});
task.RunSynchronously();2、阻塞延續
在Thread中我們使用join來阻塞等待，在多個Thread時進行控制就不太方便。在Task中我們使用實例方法Wait阻塞單一任務或靜態方法WaitAll和WaitAny阻塞多個任務
var task = new Task(() =>
{
Thread.Sleep(5*1000);
Console.WriteLine($"tid={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},datetime={DateTime.Now}");
});
var task2 = new Task(() =>
{
Thread.Sleep(10 * 1000);
Console.WriteLine($"tid={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},datetime={DateTime.Now}");
});
task.Start();
task2.Start();
//task.Wait();//单任务等待
//Task.WaitAny(task, task2);//任何一个任务完成就继续
Task.WaitAll(task, task2);//任务都完成才继续如果不希望阻塞主線程，實作當一個任務或幾個任務完成後執行別的任務，可以使用Task靜態方法WhenAll和WhenAny,他們將返回一個Task，但這個Task不允許你控制，將會在滿足WhenAll和WhenAny裡任務完成時自動完成，然後調用Task的ContinueWith方法，就可以在一個任務完成後跟上開始另一個任務
Task.WhenAll(task, task2).ContinueWith((t) =>
{
Console.WriteLine($"tid={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},datetime={DateTime.Now}");
});
Task.Factory工厂中也存在类似ContinueWhenAll和ContinueWhenAny3、任務層次結構
#不僅可以在一個任務結束後執行另一個任務，也可以在一個任務內啟動一個任務，這啟動了一個父子層次結構
var parentTask = new Task(()=>
{
Console.WriteLine($"parentId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},datetime={DateTime.Now}");
Thread.Sleep(5*1000);
var childTask = new Task(() =>
{
Thread.Sleep(10 * 1000);
Console.WriteLine($"childId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},datetime={DateTime.Now}")
});
childTask.Start();
});
parentTask.Start();如果父任務在子任務之前結束，父任務的狀態為WaitingForChildrenToComplete，當子任務也完成時，父任務的狀態就變為RanToCompletion，當然，在建立任務時指定TaskCreationOptions枚舉參數，可以控制任務的創建和執行的可選行為
4、枚舉參數
#簡單介紹下創建任務中的TaskCreationOptions枚舉參數，創建任務時我們可以提供TaskCreationOptions枚舉參數，用於控制任務的創建和執行的可選行為的標誌
AttachedToParent：指定將任務附加到任務層次結構中的某個父級，意思是建立父子關係，父任務必須等待子任務完成才可以繼續執行。和WaitAll效果一樣。上面範例如果在建立子任務時指定TaskCreationOptions.AttachedToParent，那麼父任務wait時也會等子任務的結束
DenyChildAttach：不讓子任務附加到父任務上
#LongRunning：指定是長時間運行任務，如果事先知道這個任務會耗時比較長，建議設定此項目。這樣，Task調度器會建立Thread線程，而不使用ThreadPool線程。因為你長時間佔用ThreadPool線程不還，那它可能必要時會在線程池中開啟新的線程，造成調度壓力
PreferFairness：盡可能公平的安排任務，這意味著較早安排的任務將更可能較早運行，而較晚安排運行的任務將更可能較晚運行。實際上透過把任務放到執行緒池的全域隊列中，讓工作執行緒去爭搶，預設是在本地隊列中。
另一個枚舉參數是ContinueWith方法中的TaskContinuationOptions枚舉參數，它除了擁有幾個和上面同樣功能的枚舉值外，還擁有控制任務的取消延續等功能
#LazyCancellation：在延續取消的情況下，防止延續的完成直到完成先前的任務。什麼意思呢？
CancellationTokenSource source = new CancellationTokenSource();
source.Cancel();
var task1 = new Task(() =>
{
Console.WriteLine($"task1 id={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},datetime={DateTime.Now}");
});
var task2 = task1.ContinueWith(t =>
{
Console.WriteLine($"task2 id={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},datetime={DateTime.Now}");
},source.Token);
var task3 = task2.ContinueWith(t =>
{
Console.WriteLine($"task3 id={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},datetime={DateTime.Now}");
});
task1.Start();上面例子我們企圖task1->task2->task3順序執行，然後透過CancellationToken來取消task2的執行。結果會是怎樣呢？結果task1和task3會並行執行（task3也是會執行的，而且是和task1並行，等於原來的一條鏈變成了兩條鏈），然後我們嘗試使用
LazyCancellation，
var task2 = task1.ContinueWith(t =>
{
Console.WriteLine($"task2 id={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},datetime={DateTime.Now}");
},source.Token,TaskContinuationOptions.LazyCancellation,TaskScheduler.Current);這樣，將會在task1執行完成後，task2才去判斷source.Token，為Cancel就不執行，接下來執行task3就保證了原來的順序
ExecuteSynchronously：指定應同步執行延續任務，比如上例中，在延續任務task2中指定此參數，則task2會使用執行task1的執行緒來執行，這樣防止執行緒切換，可以做些共有資源的存取。不指定的話就隨機，但也能也用到task1的執行緒
NotOnRanToCompletion：延續任務必須在前面任務非完成狀態下執行
OnlyOnRanToCompletion：延續任務必須在前面任務完成狀態才能執行
NotOnFaulted，OnlyOnCanceled，OnlyOnFaulted等等
5、任務取消
在上篇使用Thread時，我們使用一個變數isStop標記是否取消任務，這種存取共享變數的方式難免會出問題。 task中提出CancellationTokenSource類別專門處理任務取消，常見用法看下面程式碼註解
CancellationTokenSource source = new CancellationTokenSource();//构造函数中也可指定延迟取消
//注册一个取消时调用的委托
source.Token.Register(() =>
{
Console.WriteLine("当前source已经取消，可以在这里做一些其他事情（比如资源清理）...");
});
var task1 = new Task(() =>
{
while (!source.IsCancellationRequested)
{
Console.WriteLine($"task1 id={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},datetime={DateTime.Now}");
}
},source.Token);
task1.Start();
//source.Cancel();//取消
source.CancelAfter(1000);//延时取消6、任務結果
让子线程返回结果，可以将信息写入到线程安全的共享变量中去，或则使用可以返回结果的任务。使用Task的泛型版本Task
var task = new Task<string>(() =>
{
return "hello ketty";
});
task.Start();
string result = task.Result;7、异常
可以使用AggregateException来接受任务中的异常信息，这是一个聚合异常继承自Exception，可以遍历获取包含的所有异常，以及进行异常处理，决定是否继续往上抛异常等
var task = Task.Factory.StartNew(() =>
{
var childTask1 = Task.Factory.StartNew(() =>
{
throw new Exception("childTask1异常...");
},TaskCreationOptions.AttachedToParent);
var childTask12= Task.Factory.StartNew(() =>
{
throw new Exception("childTask2异常...");
}, TaskCreationOptions.AttachedToParent);
});
try
{
try
{
task.Wait();
}
catch (AggregateException ex)
{
foreach (var item in ex.InnerExceptions)
{
Console.WriteLine($"message{item.InnerException.Message}");
}
ex.Handle(x =>
{
if (x.InnerException.Message == "childTask1异常...")
{
return true;//异常被处理，不继续往上抛了
}
return false;
});
}
}
catch (Exception ex)
{
throw;
}二、并行Parallel
1、Parallel.For()、Parallel.ForEach()
在.NET4中，另一个新增的抽象的线程时Parallel类。这个类定义了并行的for和foreach的静态方法。Parallel.For()和Parallel.ForEach()方法多次调用一个方法，而Parallel.Invoke()方法允许同时调用不同的方法。首先Parallel是会阻塞主线程的，它将让主线程也参与到任务中
Parallel.For()类似于for允许语句，并行迭代同一个方法，迭代顺序没有保证的
ParallelLoopResult result = Parallel.For(0, 10, i =>
{
Console.WriteLine($"{i} task:{Task.CurrentId} thread:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
});
Console.WriteLine(result.IsCompleted);也可以提前中断Parallel.For()方法。For()方法的一个重载版本接受Action
ParallelLoopResult result = Parallel.For(0, 10, new ParallelOptions() { MaxDegreeOfParallelism = 8 },(i,loop) =>
{
Console.WriteLine($"{i} task:{Task.CurrentId} thread:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
if (i > 5)
{
loop.Break();
}
});2、Parallel.For
For还有一个高级泛型版本，相当于并行的聚合计算
ParallelLoopResult For<TLocal>(int fromInclusive, int toExclusive, Func<TLocal> localInit, Func<int, ParallelLoopState, TLocal, TLocal> body, Action<TLocal> localFinally);
像下面这样我们求0…100的和，第三个参数更定一个种子初始值，第四个参数迭代累计，最后聚合
int totalNum = 0;
Parallel.For<int>(0, 100, () => { return 0; }, (current, loop, total) =>
{
total += current;
return total;
}, (total) =>
{
Interlocked.Add(ref totalNum, total);
});上面For用来处理数组数据，ForEach()方法用来处理非数组的数据任务，比如字典数据继承自IEnumerable的集合等
3、Parallel.Invoke()
Parallel.Invoke()则可以并行调用不同的方法，参数传递一个Action的委托数组
Parallel.Invoke(() => { Console.WriteLine($"方法1 thread:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); }
, () => { Console.WriteLine($"方法2 thread:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); }
, () => { Console.WriteLine($"方法3 thread:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); });4、PLinq
Plinq，为了能够达到最大的灵活度，linq有了并行版本。使用也很简单，只需要将原始集合AsParallel就转换为支持并行化的查询。也可以AsOrdered来顺序执行，取消Token，强制并行等
var nums = Enumerable.Range(0, 100);
var query = from n in nums.AsParallel()
select new
{
thread=$"tid={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},datetime={DateTime.Now}"
};三、异步等待AsyncAwait
异步编程模型，可能还需要大篇幅来学习，这里先介绍下基本用法，内在本质需要用ILSpy反编译来看，以后可能要分专题总结。文末先给几个参考资料，有兴趣自己阔以先琢磨琢磨鸭
1、简单使用
这是.NET4.5开始提供的一对语法糖，使得可以较简便的使用异步编程。async用在方法定义前面，await只能写在带有async标记的方法中，任何方法都可以增加async，一般成对出现，只有async没有意义，只有await会报错，请先看下面的示例
private static async void AsyncTest()
{
//主线程执行
Console.WriteLine($"before await ThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
TaskFactory taskFactory = new TaskFactory();
Task task = taskFactory.StartNew(() =>
{
Thread.Sleep(3000);
Console.WriteLine($"task ThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
});
await task;//主线程到这里就返回了，执行主线程任务
//子线程执行，其实是封装成委托，在task之后成为回调（编译器功能 状态机实现） 后面相当于task.ContinueWith()
//这个回调的线程是不确定的：可能是主线程 可能是子线程 也可能是其他线程，在winform中是主线程
Console.WriteLine($"after await ThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
}
一般使用async都会让方法返回一个Task的，像下面这样复杂一点的
private static async Task<string> AsyncTest2()
{
Console.WriteLine($"before await ThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
TaskFactory taskFactory = new TaskFactory();
string x = await taskFactory.StartNew(() =>
{
Thread.Sleep(3000);
Console.WriteLine($"task ThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
return "task over";
});
Console.WriteLine($"after await ThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
return x;
}通过var reslult = AsyncTest2().Result;调用即可。但注意如果调用Wait或Result的代码位于UI线程，Task的实际执行在其他线程，其需要返回UI线程则会造成死锁，所以应该Async all the way
2、优雅
从上面简单示例中可以看出异步编程的执行逻辑：主线程A逻辑->异步任务线程B逻辑->主线程C逻辑。
异步方法的返回类型只能是void、Task、Task。示例中异步方法的返回值类型是Task，通常void也不推荐使用，没有返回值直接用Task就是
上一篇也大概了解到如果我们要在任务中更新UI，需要调用Invoke通知UI线程来更新，代码看起来像下面这样，在一个任务后去更新UI
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
var ResultTask = Task.Run(() => {
Thread.Sleep(5000);
return "任务完成";
});
ResultTask.ContinueWith((r)=>
{
textBox1.Invoke(() => {
textBox1.Text = r.Result;
});
});
}如果使用async/await会看起来像这样，是不是优雅了许多。以看似同步编程的方式实现异步
private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
var t = Task.Run(() => {
Thread.Sleep(5000);
return "任务完成";
});
textBox1.Text = await t;
}3、最后
在.NET 4.5中引入的Async和Await两个新的关键字后，用户能以一种简洁直观的方式实现异步编程。甚至都不需要改变代码的逻辑结构，就能将原来的同步函数改造为异步函数。
在内部实现上，Async和Await这两个关键字由编译器转换为状态机，通过System.Threading.Tasks中的并行类实现代码的异步执行。
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