ParallelProgramming-TaskBase

2019-11-14 13:47:05

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供稿：網友

Parallel.For/ForEach是數據層面的并行，本文所講的Task是將不同的操作并行執行，本文主要內容：

Task的工作模型
初始化Task
完成Task
取消Task

一、Task工作模型

.Net中Task的工作模式是Fork/Join或者Master/Worker模式。核心思想是Master負責接受Client的請求，并且負責將請求分配給最終的Wroker，Worker執行完自己的工作后分別返回給Master。由Master匯總最終的結果并且返回給Client。

在.Net的Task并行編程中。一個Worker代表一個Task。

二、初始化Task

2.1 Parallel.Invoke

Parallel.Invoke是最簡單的辦法Task并行編程模式。

2.2 TaskFactory.StartNew

該方法會創建一個Task用于執行作為參數的方法。

    class TaskDemo    {        public void Action1()        {            Console.WriteLine("in action1");        }        public void Action2()        {            Console.WriteLine("in action2");        }        public void StartTasks()        {            var task1 = Task.Factory.StartNew(Action1);            var task2 = Task.Factory.StartNew(Action2);            Task.WaitAll(task1, task2);        }    }

以上代碼使用TaskFactory.StartNew方法創建了兩個Task。task1用于執行Action1，task2用于執行Action2.

StartNew只是創建了一個task，并將該task加入到一個工作隊列（work queue），當時該Task并沒有馬上執行，task什么時候執行是由TaskScheduler決定。TaskScheduler會將需要執行的task從中拿出來，然后才開始執行。（以上代碼使用的是默認TaskScheduler)

TaskScheduler很可能馬上執行，也有可能在未來的某一個特定時間點進行執行，取決于調度算法，以及CPU資源等。

三、Task的完成

剛開始說了。Task編程使用的是Master/Worker模式，該模式中最后一點是Worker最終會將結果返回給Master。由Master統一將結果進行匯總。在Task編程中有兩個方法：

Task.WaitAll。等待所有的Task（worker）完成。
Task.WaitAny，等待任何一個Task完成即可。

3.1 Task.WaitAll

上面2.2的代碼中已經使用了WaitAll，該方法將會等待兩個Action完成之后才會進行返回，將上面的方法做一點改變。

class TaskDemo    {        public void Action1()        {            Thread.Sleep(1000);            Console.WriteLine("in action1");        }        public void Action2()        {            Thread.Sleep(3000);            Console.WriteLine("in action2");        }        public void StartTasks()        {            var task1 = Task.Factory.StartNew(Action1);            var task2 = Task.Factory.StartNew(Action2);            Task.WaitAll(task1, task2);            Console.WriteLine("Finished");        }    }

WaitAll之后再打印出”Finished“，按照WaitAll的定義，Finished永遠是最后打印出來的字符串。

3.2 Task.WaitAny

將上面代碼的WaitAll修改成WaitAny

       public void StartTasks()        {            var task1 = Task.Factory.StartNew(Action1);            var task2 = Task.Factory.StartNew(Action2);            Task.WaitAny(task1, task2);            Console.WriteLine("Finished");        }

最終運行結果：

可以看出使用了WaitAny后，沒有等待Task2執行完畢，程序就回到了主線程，先打印出了Finished。

四、取消Task

4.1 取消流程

Task取消使用一個叫做coorperative cancellation的模型進行Task取消。主要使用CancellationTokenSource完成。該對象有一個CancellactionToken。當StartNew一個Task時候，可以將toker傳給被創建的task。當CancellationTokenSource調用Cancel后，Task對應的Token狀態將會變為取消（Canceled），Task的狀態也會變為取消。這時候如果Task還沒有啟動，Task將不會再執行任務。

當然最后在每個Task內部也對Token進行判斷，如果token已經取消，則不再執行當前Action(有些task可能在CancellactionToke被取消之前已經啟動了），修改一下執行圖：

4.2 演示代碼

   class TaskDemo    {        public void Action1(CancellationTokenSource cts)        {            if(cts.IsCancellationRequested)            {                return;            }            Console.WriteLine("in action1");        }        public void Action2(CancellationTokenSource cts)        {            Thread.Sleep(2000);            if (cts.IsCancellationRequested)            {                Console.WriteLine("action2 is canceled");                return;            }            Console.WriteLine("in action2");        }        public void StartTasks()        {            CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();            var task1 = Task.Factory.StartNew(() => Action1(cts), cts.Token);            var task2 = Task.Factory.StartNew(() => Action2(cts), cts.Token);            Task.WaitAny(task1, task2);            cts.Cancel();            Console.WriteLine("Finished");        }    }