C# .Net学习笔记—— 异步和多线程（Task）

一、概念

Task是DotNet3.0之后所推出的一种新的使用多线程的方式，它是基于ThreadPool线程进行封装的。

二、使用多线程的时机

任务能够并发运行的时候，提升速度；优化体验

三、基本使用方法

        private void button5_Click(object sender, EventArgs e){Log.Info($"Task Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}  {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}");Task.Run(() => this.DoSomethingLong("BtnTask_Click1"));Task.Run(() => this.DoSomethingLong("BtnTask_Click2"));Log.Info($"Task End {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}  {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}");}private void DoSomethingLong(string name){Log.Info($"DoSomethingLong Start {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {name} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}");long result = 0;for (int i = 0; i < 10000000; i++){result += i;}Thread.Sleep(2000);Log.Info($"DoSomethingLong End {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} {name} {DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}");}

方法一：

Task.Run(() => this.DoSomethingLong("BtnTask_Click1"));

方法二（这种方式是在DotNet4.0之后出现的）：

TaskFactory taskFactory = Task.Factory;
taskFactory.StartNew(() => this.DoSomethingLong("btnTask_Click3"));

方法三：

new Task(() => this.DoSomethingLong("btnTask_Click4")).Start();

四、小案例

题目：现在我有一个项目，产品经理负责提需求，设计产品（主线程）。五位同学分别执行策划、前端、后端、数据库、服务器（子线程）。等所有工作完成后（所有子线程运行结束），再通知甲方过来验收

       //什么时候用多线程？//任务能并发进行;private void button7_Click(object sender, EventArgs e){List<Task> taskList = new List<Task>();Log.Info($"项目经理启动一个项目...{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}");Log.Info($"前置的准备工作...{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}");Log.Info($"开始变成...{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}");taskList.Add(Task.Run(() => this.Coding("周同学", "负责策划")));taskList.Add(Task.Run(() => this.Coding("黄同学", "负责前端")));taskList.Add(Task.Run(() => this.Coding("林同学", "负责后端")));taskList.Add(Task.Run(() => this.Coding("陈同学", "负责数据库")));taskList.Add(Task.Run(() => this.Coding("陈同学", "负责服务器")));//会阻塞当前线程，等着某个任务完成后才进行下一行，卡界面Task.WaitAny(taskList.ToArray());Log.Info($"已经有一个人完成了...{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}");//多线程加快速度，但是全部任务完成后才能执行的操作Task.WaitAll(taskList.ToArray()); //会阻塞当前线程，等着全部任务完成后，才会进入下一行,卡界面Log.Info("告诉甲方验收，上线使用");//Task.WhenAny(taskList.ToArray()).ContinueWith(t =>//{//    Log.Info($"哈哈哈哈我第一个做完了...{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}");//});//Task.WhenAll(taskList.ToArray()).ContinueWith(t =>//{//    Log.Info($"部署环境，联调测试...{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}");//});}private void Coding(string name, string task){Log.Info($"Coding {name} Start {task} 线程号：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}  时间：{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}");long result = 0;for (int i = 0; i < 1000000000; i++){result += i;}Log.Info($"Coding {name} End {task} 线程号：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}  时间：{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}");}

知识点：

1、这里Task.WaitAll()会阻塞当前线程，等着全部任务完成后才会继续下一行。这种方式会卡界面

2、Task.WaitAll()第二个参数也可以带参，限时等待

3、Task.WaitAny(taskList.ToArray()) ； 会阻塞当前线程，等着某个任务完成后才进行下一行，卡界面

 WaitAll的使用时机（以某宝为例）：

一个业务查询操作有多个数据源，首页-多线程并发-拿到全部数据后才能返回

WaitAny的使用时机（以某宝为例）：

一个商品搜索有多个数据源，商品搜索-多个数据源-多线程并发-只需要一个结果即可

WaitAll和WaitAny都是阻塞方法，需要完成后再继续，这会导致卡界面 

 WhenAll和WhenAny是非阻塞方法，不会导致卡界面

 五、控制最大线程的并发数量

       private void button8_Click(object sender, EventArgs e){Log.Info($"Coding Start 线程号：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}  时间：{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}");ThreadPool.SetMinThreads(8, 8);for (int i = 0; i < 100; i++){Task.Run(() => {Log.Info($"{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}");Thread.Sleep(2000);});}}

这里通过SetMaxThreads去控制最大的线程并发数量，这种方法并不好，因为ThreadPool是全局的。下面写一种比较合适的方法（用10个线程完成1万个任务）：

            {//用10个线程完成1万个任务List<int> list = new List<int>();for (int i = 0; i < 10000; i++){list.Add(i);}Action<int> action = i =>{Log.Info($"{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}");Thread.Sleep(new Random().Next(100, 300));};List<Task> taskList = new List<Task>();//这里先启动任务foreach (var i in list){int k = i;taskList.Add(Task.Run(() => action.Invoke(k)));//判断个数if (taskList.Count > 10){//这里开始等着Task.WaitAny(taskList.ToArray());//等到某个线程完成后，把还没完成的留着，已完成的清掉。//这样就可以完成对数量的控制taskList = taskList.Where(t => t.Status != TaskStatus.RanToCompletion).ToList();}}Task.WhenAll(taskList.ToArray());}

 六、Task任务添加标识

方法一：TaskFactory的StartNew方法可以有一个重载，传入state作为标识

可以看到在Task任务结束后，通过AsyncState可以打印出我们的标识。这种方式我们就可以知道是谁先完成的

方法二：Task方法并没有直接使用的API来传递一个标识，

 七、Task回调

t指的是参数2，回调写到t=>{}里面

Task.Run(()=>this.Coding("哈哈哈","参数2")).ContinueWith(t=>{});

 八、延迟和等待

Task.Delay(1000);//延迟  不会卡
Thread.Sleep(1000);// 等待 卡

  九、Parallel

1、基本介绍：Parallel是基于Task封装的，并行编程。在4.5以后版本出现

2、三种启动方式：

 private void button10_Click(object sender, EventArgs e){Log.Info($"Coding Start 线程号：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}  时间：{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}");{//启动方式一：Parallel.Invoke(() => this.Coding("哇哈哈", "whh"),()=>this.Coding("啦啦啦", "lll"),()=>this.Coding("哦哦哦", "ooo"),()=>this.Coding("呸呸呸", "ppp"));}{//启动方式二：//Parallel.For(0, 5, i => this.Coding("哈哈哈", "Client" + i));}{//启动方式三：Parallel.ForEach(new string[] { "0", "1", "2" ,"3","4"}, i => this.Coding("哈哈哈", "Client" + i));}Log.Info($"Coding End 线程号：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}  时间：{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}");}

3、限制线程数，用3个线程完成10个任务

   ParallelOptions parallelOptions = new ParallelOptions();parallelOptions.MaxDegreeOfParallelism = 3;Parallel.For(0, 5, parallelOptions, i => this.Coding("哈哈哈", "Client" + i));

这样得出的结果，任意时刻都只有3个线程在工作

4、不卡的方式，用Task再包一层

           Task.Run(() => {ParallelOptions parallelOptions = new ParallelOptions();parallelOptions.MaxDegreeOfParallelism = 3;Parallel.For(0, 5, parallelOptions, i => this.Coding("哈哈哈", "Client" + i));});

 5、线程结束