重新想象 Windows 8 Store Apps (43) - 多线程之任务: Task 基础, 多任务并行执行, 并行运算（Parallel）
作者：webabcd
介绍
重新想象 Windows 8 Store Apps 之 任务
- Task - 基于线程池的任务（在 System.Threading.Tasks 命名空间下）
- 多 Task 的并行执行
- Parallel - 并行计算（在 System.Threading.Tasks 命名空间下）
示例
1、演示 Task（基于线程池的任务）的基本应用
Thread/Tasks/TaskDemo.xaml
<Page
x:Class="XamlDemo.Thread.Tasks.TaskDemo"
xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
xmlns:local="using:XamlDemo.Thread.Tasks"
xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
mc:Ignorable="d"> <Grid Background="Transparent">
<StackPanel Margin="120 0 0 0"> <TextBlock Name="lblMsg" FontSize="14.667" /> <Button Name="btnCreateTask" Content="执行一个没有返回值的任务" Click="btnCreateTask_Click_1" Margin="0 10 0 0" />
<Button Name="btnCancelTask" Content="取消“执行一个没有返回值的任务”" Click="btnCancelTask_Click_1" Margin="0 10 0 0" /> <Button Name="btnCreateTaskWithReturn" Content="执行一个带返回值的任务" Click="btnCreateTaskWithReturn_Click_1" Margin="0 30 0 0" />
<Button Name="btnCancelTaskWithReturn" Content="取消“执行一个带返回值的任务”" Click="btnCancelTaskWithReturn_Click_1" Margin="0 10 0 0" /> </StackPanel>
</Grid>
</Page>
Thread/Tasks/TaskDemo.xaml.cs
/*
* Task - 基于线程池的任务（在 System.Threading.Tasks 命名空间下）
*/ using System;
using Windows.UI.Xaml;
using Windows.UI.Xaml.Controls;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading;
using Windows.UI.Core; namespace XamlDemo.Thread.Tasks
{
public sealed partial class TaskDemo : Page
{
/*
* CancellationTokenSource - 用于取消 CancellationToken
* Token - 一个 CancellationToken 类型的对象，用于关联 Task
* IsCancellationRequested - 是否收到了取消操作的请求
* Cancel() - 发出取消操作的请求
*
* CancellationToken - 用于关联 Task，以便取消 Task
* IsCancellationRequested - 是否收到了取消操作的请求
* WaitHandle - 信号，可以通过 WaitHandle.WaitOne() 在当前线程等待
* ThrowIfCancellationRequested() - 如果收到了取消操作的请求，则抛出一个 OperationCanceledException 异常
*/
private CancellationTokenSource _cts; public TaskDemo()
{
this.InitializeComponent();
} private void btnCreateTask_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
{
_cts = new CancellationTokenSource(); // 实例化一个 Task，可随时通过 task.Status 获取任务状态
Task task = new Task(
(ctx) => // 任务所调用的方法，没有返回值
{
// 在当前线程上阻塞 3000 毫秒（当收到取消请求时会发出信号，停止阻塞）
_cts.Token.WaitHandle.WaitOne(); // 收到取消操作的请求后抛出一个 OperationCanceledException 异常，其会导致 task.IsCanceled 的值变为 true
// 此处的代码等同于 _cts.Token.ThrowIfCancellationRequested();
if (_cts.IsCancellationRequested)
throw new OperationCanceledException(_cts.Token);
},
null, // 上下文对象，task.AsyncState 可获取到此对象，上面的 ctx 也可获取到此对象
_cts.Token // 关联的 CancellationToken 对象，用于取消操作
); // 开始执行任务
task.Start();
// task.Wait(); 在当前线程上等待任务执行完
lblMsg.Text = "执行了一个没有返回值的任务，3 秒后执行完毕"; // 任务执行完毕后的处理（注：ContinueWith 方法支持任意次回调，即可以写多个 task.ContinueWith() 都会被回调）
task.ContinueWith(
(ctx) => // 任务执行完毕后所调用的方法
{
if (ctx.IsCanceled) // 任务被取消
{
var ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High,
() =>
{
lblMsg.Text += Environment.NewLine;
lblMsg.Text += "取消了“执行一个没有返回值的任务”";
});
}
if (ctx.IsFaulted) // 任务发生了一个未处理异常
{
var ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High,
() =>
{
lblMsg.Text += Environment.NewLine;
lblMsg.Text += "“执行一个没有返回值的任务”发生了一个未处理异常";
});
}
if (ctx.IsCompleted) // 任务已完成（任务成功地执行完毕或被取消或发生了未处理异常都会 ctx.IsCompleted == true）
{
var ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High,
() =>
{
lblMsg.Text += Environment.NewLine;
lblMsg.Text += "“执行一个没有返回值的任务”执行完成，taskId: " + ctx.Id.ToString();
});
}
});
} private void btnCancelTask_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
{
// 发出取消操作的请求
_cts.Cancel();
// _cts.CancelAfter(1000); // 1000 毫秒后发出取消操作的请求
} private void btnCreateTaskWithReturn_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
{
_cts = new CancellationTokenSource(); Func<object, string> handler = delegate(object state) // state 是传递过来的上下文对象
{
// 在当前线程上阻塞 3000 毫秒（当收到取消请求时会发出信号，停止阻塞）
_cts.Token.WaitHandle.WaitOne(); // 收到取消操作的请求后抛出一个 OperationCanceledException 异常，其会导致 task.IsCanceled 的值变为 true
// 此处的代码等同于 _cts.Token.ThrowIfCancellationRequested();
if (_cts.IsCancellationRequested)
throw new OperationCanceledException(_cts.Token); return "我是“执行一个带返回值的任务”的返回值";
}; // Task.Factory.StartNew() - 创建任务并马上执行，可随时通过 task.Status 获取任务状态
// Task.Run() 同样是创建任务并马上执行
Task<string> task = Task.Factory.StartNew<string>(
handler, // 任务所调用的方法，带返回值
null, // 上下文对象，task.AsyncState 可获取到此对象
_cts.Token // 关联的 CancellationToken 对象，用于取消操作
);
lblMsg.Text = "执行了一个带返回值的任务，3 秒后执行完毕"; // 任务执行完毕后的处理（注：ContinueWith 方法支持任意次回调，即可以写多个 task.ContinueWith() 都会被回调）
task.ContinueWith(
(ctx) =>
{
if (ctx.IsCanceled) // 任务被取消
{
var ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High,
() =>
{
lblMsg.Text += Environment.NewLine;
lblMsg.Text += "取消了“执行一个带返回值的任务”";
});
}
if (ctx.IsFaulted) // 任务发生了一个未处理异常
{
var ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High,
() =>
{
lblMsg.Text += Environment.NewLine;
lblMsg.Text += "“执行一个带返回值的任务”发生了一个未处理异常";
});
}
if (ctx.IsCompleted) // 任务已完成（任务成功地执行完毕或被取消或发生了未处理异常都会 ctx.IsCompleted == true）
{
var ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High,
() =>
{
lblMsg.Text += Environment.NewLine;
lblMsg.Text += "“执行一个带返回值的任务”执行完成，taskId: " + ctx.Id.ToString();
}); // 当任务成功地执行完毕时，输出任务的返回值
if (!ctx.IsCanceled && !ctx.IsFaulted)
{
ignored = Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.High,
() =>
{
lblMsg.Text += Environment.NewLine;
// 任务的返回值
lblMsg.Text += ctx.Result;
});
}
}
});
} private void btnCancelTaskWithReturn_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
{
// 发出取消操作的请求
_cts.Cancel();
// _cts.CancelAfter(1000); // 1000 毫秒后发出取消操作的请求
}
}
}
2、演示多 Task 的并行执行
Thread/Tasks/MultiTask.xaml
<Page
x:Class="XamlDemo.Thread.Tasks.MultiTask"
xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
xmlns:local="using:XamlDemo.Thread.Tasks"
xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
mc:Ignorable="d"> <Grid Background="Transparent">
<StackPanel Margin="120 0 0 0"> <TextBlock Name="lblMsg" FontSize="14.667" /> <Button Name="btnCreateMultiTask" Content="任务并行执行" Click="btnCreateMultiTask_Click_1" Margin="0 10 0 0" /> </StackPanel>
</Grid>
</Page>
Thread/Tasks/MultiTask.xaml.cs
/*
* 演示多 Task 的并行执行
*
* 注：
* 本例中同时创建了三个任务 task1, task2, task3，但是由于 Task 是基于线程池的，所以三个任务的启动时间是不一样的，启动顺序是不一定的
* 启动顺序可能是 task1->task2->task3，也可能是 task3->task2->task1，也可能是 task2->task3->task1，等等等等都有可能，是不一定的
*/ using System;
using System.Threading.Tasks;
using Windows.UI.Xaml;
using Windows.UI.Xaml.Controls; namespace XamlDemo.Thread.Tasks
{
public sealed partial class MultiTask : Page
{
private static int _count = ; public MultiTask()
{
this.InitializeComponent();
} private void btnCreateMultiTask_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
{
// 创建并执行任务1
Task task1 = Task.Run(
() =>
{
new System.Threading.ManualResetEvent(false).WaitOne();
System.Threading.Interlocked.Increment(ref _count);
});
// 创建并执行任务2
Task task2 = Task.Run(
() =>
{
new System.Threading.ManualResetEvent(false).WaitOne();
System.Threading.Interlocked.Increment(ref _count);
});
// 创建并执行任务3
Task task3 = Task.Run(
() =>
{
new System.Threading.ManualResetEvent(false).WaitOne();
System.Threading.Interlocked.Increment(ref _count);
}); // 将所有任务合成一个 Task 对象，不会阻塞 UI 线程，通过 task.ContinueWith() 获取结果
Task task = Task.WhenAll(task1, task2, task3);
// Task.WaitAll(task1, task2, task3); 等待所有任务完成，会阻塞 UI 线程 DateTime dt = DateTime.Now; // task 执行完毕后的处理，即所有任务执行完毕后的处理
task.ContinueWith(
(ctx) =>
{
var ignored = Dispatcher.RunAsync(Windows.UI.Core.CoreDispatcherPriority.High,
() =>
{
lblMsg.Text = "count: " + _count.ToString() + ", 执行时间: " + (DateTime.Now - dt).TotalSeconds.ToString() + "秒";
});
});
}
}
}
3、演示 Parallel（并行计算）的基本应用
Thread/Tasks/ParallelDemo.xaml
<Page
x:Class="XamlDemo.Thread.Tasks.ParallelDemo"
xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
xmlns:local="using:XamlDemo.Thread.Tasks"
xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
mc:Ignorable="d"> <Grid Background="Transparent">
<StackPanel Margin="120 0 0 0"> <TextBlock Name="lblMsg1" FontSize="14.667" />
<TextBlock Name="lblMsg2" FontSize="14.667" /> <Button Name="btnCreateParallel" Content="执行一个并行运算（Parallel）" Click="btnCreateParallel_Click_1" Margin="0 10 0 0" /> <Button Name="btnCancelParallel" Content="取消" Click="btnCancelParallel_Click_1" Margin="0 10 0 0" /> </StackPanel>
</Grid>
</Page>
Thread/Tasks/ParallelDemo.xaml.cs
/*
* Parallel - 并行计算（在 System.Threading.Tasks 命名空间下）
*
* Parallel.For() - for 循环的并行运算
* Parallel.ForEach() - foreach 循环的并行运算
* Parallel.Invoke() - 并行调用多个 Action
* PLINQ - LINQ to Object 的并行运算
*
*
* 本例通过 Parallel.Invoke() 来演示并行运算
* 其它并行运算的说明参见：http://www.cnblogs.com/webabcd/archive/2010/06/03/1750449.html
*/ using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using Windows.UI.Xaml;
using Windows.UI.Xaml.Controls; namespace XamlDemo.Thread.Tasks
{
public sealed partial class ParallelDemo : Page
{
private CancellationTokenSource _cts; public ParallelDemo()
{
this.InitializeComponent();
} private void btnCreateParallel_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
{
if (_cts != null)
_cts.Cancel();
_cts = new CancellationTokenSource(); // Parallel 的相关配置
ParallelOptions parallelOptions = new ParallelOptions()
{
CancellationToken = _cts.Token, // Parallel 关联的 CancellationToken 对象，用于取消操作
MaxDegreeOfParallelism = // Parallel 的最大并行数
}; // 并行执行多个 Action（不支持 Func）
Parallel.Invoke(
parallelOptions,
() =>
Task1(parallelOptions.CancellationToken),
() =>
Task2(parallelOptions.CancellationToken));
} // Action 1
private void Task1(CancellationToken token)
{
Task task = Task.Factory.StartNew(
() =>
{
int count = ;
// 未被取消则一直运行
while (!token.IsCancellationRequested)
{
count++; var ignored = Dispatcher.RunAsync(Windows.UI.Core.CoreDispatcherPriority.High,
() =>
{
lblMsg1.Text = "count1: " + count.ToString();
}); token.WaitHandle.WaitOne();
}
},
token);
} // Action 2
private void Task2(CancellationToken token)
{
Task task = Task.Factory.StartNew(
() =>
{
int count = ;
// 未被取消则一直运行
while (!token.IsCancellationRequested)
{
count++; var ignored = Dispatcher.RunAsync(Windows.UI.Core.CoreDispatcherPriority.High,
() =>
{
lblMsg2.Text = "count2: " + count.ToString();
}); token.WaitHandle.WaitOne();
}
},
token);
} // 取消并行运算
private void btnCancelParallel_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
{
if (_cts != null)
_cts.Cancel();
}
}
}
OK
[源码下载]