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生成方法

編譯器生成

在.NET Framework 4.5中，C#編譯器實(shí)現(xiàn)了TAP。任何標(biāo)有async關(guān)鍵字的方法都是異步方法，編譯器會(huì)使用TAP執(zhí)行必要的轉(zhuǎn)換從而異步地實(shí)現(xiàn)方法。這樣的方法應(yīng)該返回Task或者Task<TResult>類型。在后者的案例中，方法體應(yīng)該返回一個(gè)TResult,且編譯器將確保通過返回的Task<TResult>是可利用的。相似地，方法體內(nèi)未經(jīng)處理的異常會(huì)被封送到輸出的task,造成返回的Task以Faulted的狀態(tài)結(jié)束。一個(gè)例外是如果OperationCanceledException(或派生類型)未經(jīng)處理，那么返回的Task會(huì)以Canceled狀態(tài)結(jié)束。

手動(dòng)生成

開發(fā)者可以手動(dòng)地實(shí)現(xiàn)TAP，就像編譯器那樣或者更好地控制方法的實(shí)現(xiàn)。編譯器依賴來自System.Threading.Tasks命名空間暴露的公開表面區(qū)域（和建立在System.Threading.Tasks之上的System.Runtime.CompilerServices中支持的類型），還有對(duì)開發(fā)者直接可用的功能。當(dāng)手動(dòng)實(shí)現(xiàn)TAP方法時(shí)，開發(fā)者必須保證當(dāng)異步操作完成時(shí)，完成返回的Task。

混合生成

在編譯器生成的實(shí)現(xiàn)中混合核心邏輯的實(shí)現(xiàn)，對(duì)于手動(dòng)實(shí)現(xiàn)TAP通常是很有用的。比如這種情況，為了避免方法直接調(diào)用者產(chǎn)生而不是通過Task暴露的異常，如：

public Task<int> MethodAsync(string input){    if (input == null) throw new ArgumentNullException("input");    return MethodAsyncInternal(input);}PRivate async Task<int> MethodAsyncInternal(string input){    … // code that uses await}

參數(shù)應(yīng)該在編譯器生成的異步方法之外改變，這種委托有用的另一種場(chǎng)合是，當(dāng)一個(gè)“快速通道”優(yōu)化可以通過返回一個(gè)緩存的task來實(shí)現(xiàn)的時(shí)候。

工作負(fù)荷

計(jì)算受限和I/O受限的異步操作可以通過TAP方法實(shí)現(xiàn)。然而，當(dāng)TAP的實(shí)現(xiàn)從一個(gè)庫公開暴露時(shí)，應(yīng)該只提供給包含I/O操作的工作負(fù)荷（它們也可以包含計(jì)算，但不應(yīng)該只包含計(jì)算）。如果一個(gè)方法純粹受計(jì)算限制，它應(yīng)該只通過一個(gè)異步實(shí)現(xiàn)暴露，消費(fèi)者然后就可以為了把該任務(wù)卸載給其他的線程的目的來選擇是否把那個(gè)同步方法的調(diào)用包裝成一個(gè)Task，并且/或者來實(shí)現(xiàn)并行。

計(jì)算限制

Task類最適合表示計(jì)算密集型操作。默認(rèn)地，為了提供有效的執(zhí)行操作，它利用了.Net線程池中特殊的支持，同時(shí)也對(duì)異步計(jì)算何時(shí)，何地，如何執(zhí)行提供了大量的控制。

生成計(jì)算受限的tasks有幾種方法。

1. 在.Net 4中，啟動(dòng)一個(gè)新的計(jì)算受限的task的主要方法是TaskFactory.StartNew(),該方法接受一個(gè)異步執(zhí)行的委托（一般來說是一個(gè)Action或者一個(gè)Func<TResult>）。如果提供了一個(gè)Action，返回的Task就代表那個(gè)委托的異步執(zhí)行操作。如果提供了一個(gè)Func<TResult>，就會(huì)返回一個(gè)Task<TResult>。存在StartNew（）的重載，該重載接受CancellationToken，TaskCreationOptions,和TaskScheduler,這些都對(duì)task的調(diào)度和執(zhí)行提供了細(xì)粒度的控制。作用在當(dāng)前調(diào)度者的工廠實(shí)例可以作為Task類的靜態(tài)屬性，例如Task.Factory.StartNew()。
2. 在.Net 4.5中，Task類型暴露了一個(gè)靜態(tài)的Run方法作為一個(gè)StartNew方法的捷徑，可以很輕松地使用它來啟動(dòng)一個(gè)作用在線程池上的計(jì)算受限的task。從.Net 4.5開始，對(duì)于啟動(dòng)一個(gè)計(jì)算受限的task，這是一個(gè)更受人喜歡的機(jī)制。當(dāng)行為要求更多的細(xì)粒度控制時(shí)，才直接使用StartNew。
3. Task類型公開了構(gòu)造函數(shù)和Start方法。如果必須要有分離自調(diào)度的構(gòu)造函數(shù)，這些就是可以使用的（正如先前提到的，公開的APIs必須只返回已經(jīng)啟動(dòng)的tasks）。
4. Task類型公開了多個(gè)ContinueWith的重載。當(dāng)另外一個(gè)task完成的時(shí)候，該方法會(huì)創(chuàng)建新的將被調(diào)度的task。該重載接受CancellationToken，TaskCreationOptions,和TaskScheduler,這些都對(duì)task的調(diào)度和執(zhí)行提供了細(xì)粒度的控制。
5. TaskFactory類提供了ContinueWhenAll 和ContinueWhenAny方法。當(dāng)提供的一系列的tasks中的所有或任何一個(gè)完成時(shí)，這些方法會(huì)創(chuàng)建一個(gè)即將被調(diào)度的新的task。有了ContinueWith,就有了對(duì)于調(diào)度的控制和任務(wù)的執(zhí)行的支持。

思考下面的渲染圖片的異步方法。task體可以獲得cancellation token為的是，當(dāng)渲染發(fā)生的時(shí)候，如果一個(gè)撤銷請(qǐng)求到達(dá)后，代碼可能過早退出。而且，如果一個(gè)撤銷請(qǐng)求在渲染開始之前發(fā)生，我們也可以阻止任何的渲染。

public Task<Bitmap> RenderAsync(    ImageData data, CancellationToken cancellationToken){    return Task.Run(() =>    {        var bmp = new Bitmap(data.Width, data.Height);        for(int y=0; y<data.Height; y++)        {            cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();            for(int x=0; x<data.Width; x++)            {                … // render pixel [x,y] into bmp            }        }        return bmp;    }, cancellationToken);}

如果下面的條件至少一個(gè)是正確的，計(jì)算受限的tasks會(huì)以一個(gè)Canceled狀態(tài)的結(jié)束：

1. 在Task過度到TaskStatus.Running狀態(tài)之前，CancellationToken為一個(gè)發(fā)出撤銷請(qǐng)求的創(chuàng)建方法的參數(shù)提供（如StartNew，Run）。
2. 有這樣的一個(gè)Task，它內(nèi)部有未處理的OperationCanceledException。該OperationCanceledException 包含和CancellationToken屬性同名的CancellationToken傳遞到該Task，且該CancellationToken已經(jīng)發(fā)出了撤銷請(qǐng)求。

如果該Task體中有另外一個(gè)未經(jīng)處理的異常，那么該Task就會(huì)以Faulted的狀態(tài)結(jié)束，同時(shí)在該task上等待的任何嘗試或者訪問它的結(jié)果都將導(dǎo)致拋出異常。

I/O限制

使用TaskCompletionSource<TResult>類型創(chuàng)建的Tasks不應(yīng)該直接被全部執(zhí)行的線程返回。TaskCompletionSource<TResult>暴露了一個(gè)返回相關(guān)的Task<TResult>實(shí)例的Task屬性。該task的生命周期通過TaskCompletionSource<TResult>實(shí)例暴露的方法控制，換句話說，這些實(shí)例包括SetResult, SetException, SetCanceled, 和它們的TrySet* 變量。

思考這樣的需求，創(chuàng)建一個(gè)在特定的時(shí)間之后會(huì)完成的task。比如，當(dāng)開發(fā)者在UI場(chǎng)景中想要延遲一個(gè)活動(dòng)一段時(shí)間時(shí)，這可能使有用的。.NET中的System.Threading.Timer類已經(jīng)提供了這種能力，在一段特定時(shí)間后異步地調(diào)用一個(gè)委托，并且我們可以使用TaskCompletionSource<TResult>把一個(gè)Task放在timer上，例如：

public static Task<DateTimeOffset> Delay(int millisecondsTimeout){    var tcs = new TaskCompletionSource<DateTimeOffset>();    new Timer(self =>    {        ((IDisposable)self).Dispose();        tcs.TrySetResult(DateTimeOffset.UtcNow);    }).Change(millisecondsTimeout, -1);    return tcs.Task;}

在.Net 4.5中，Task.Delay()就是為了這個(gè)目的而生的。比如，這樣的一個(gè)方法可以使用到另一個(gè)異步方法的內(nèi)部，以實(shí)現(xiàn)一個(gè)異步的輪訓(xùn)循環(huán)：

public static async Task Poll(    Uri url,     CancellationToken cancellationToken,     iprogress<bool> progress){    while(true)    {        await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(10), cancellationToken);        bool success = false;        try        {            await DownloadStringAsync(url);            success = true;        }        catch { /* ignore errors */ }        progress.Report(success);    }}

沒有TaskCompletionSource<TResult>的非泛型副本。然而，Task<TResult>派生自Task，因而，泛型的TaskCompletionSource<TResult>可以用于那些 I/O受限的方法，它們都利用一個(gè)假的TResult源（Boolean是默認(rèn)選擇，如果開發(fā)者關(guān)心Task向下轉(zhuǎn)型的Task<TResult>的消費(fèi)者，那么可以使用一個(gè)私有的TResult類型）僅僅返回一個(gè)Task。比如，開發(fā)的之前的Delay方法是為了順著產(chǎn)生的Task<DateTimeOffset>返回當(dāng)前的時(shí)間。如果這樣的 一個(gè)結(jié)果值是不必要的，那么該方法可以通過下面的代碼取而代之（注意返回類型的改變和TrySetresult參數(shù)的改變）：

public static Task Delay(int millisecondsTimeout){    var tcs = new TaskCompletionSource<bool>();    new Timer(self =>    {        ((IDisposable)self).Dispose();        tcs.TrySetResult(true);    }).Change(millisecondsTimeout, -1);    return tcs.Task;}

混合計(jì)算限制和I/O限制的任務(wù)

異步方法不是僅僅受限于計(jì)算受限或者I/O受限的操作，而是可以代表這兩者的混合。實(shí)際上，通常情況是不同性質(zhì)的多個(gè)異步操作被組合在一起生成更大的混合操作。比如，思考之前的RenderAsync方法，該方法基于一些輸入的ImageData執(zhí)行一個(gè)計(jì)算密集的操作來渲染一張圖片。該ImageData可能來自于一個(gè)我們異步訪問的Web服務(wù)：

public async Task<Bitmap> DownloadDataAndRenderImageAsync(    CancellationToken cancellationToken){    var imageData = await DownloadImageDataAsync(cancellationToken);    return await RenderAsync(imageData, cancellationToken);}

這個(gè)例子也展示了一個(gè)單獨(dú)的CancellationToken是如何通過多個(gè)異步操作被線程化的。

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