ParallelProgramming-TaskBase

2019-11-14 13:47:05

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供稿：网友

Parallel.For/ForEach是数据层面的并行，本文所讲的Task是将不同的操作并行执行，本文主要内容：

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负责接受Client的请求，并且负责将请求分配给最终的Wroker，Worker执行完自己的工作后分别返回给Master。由Master汇总最终的结果并且返回给Client。

在.Net的Task并行编程中。一个Worker代表一个Task。

二、初始化Task

2.1 Parallel.Invoke

Parallel.Invoke是最简单的办法Task并行编程模式。

2.2 TaskFactory.StartNew

该方法会创建一个Task用于执行作为参数的方法。

    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);        }    }

以上代码使用TaskFactory.StartNew方法创建了两个Task。task1用于执行Action1，task2用于执行Action2.

StartNew只是创建了一个task，并将该task加入到一个工作队列（work queue），当时该Task并没有马上执行，task什么时候执行是由TaskScheduler决定。TaskScheduler会将需要执行的task从中拿出来，然后才开始执行。（以上代码使用的是默认TaskScheduler)

TaskScheduler很可能马上执行，也有可能在未来的某一个特定时间点进行执行，取决于调度算法，以及CPU资源等。

三、Task的完成

刚开始说了。Task编程使用的是Master/Worker模式，该模式中最后一点是Worker最终会将结果返回给Master。由Master统一将结果进行汇总。在Task编程中有两个方法：

Task.WaitAll。等待所有的Task（worker）完成。
Task.WaitAny，等待任何一个Task完成即可。

3.1 Task.WaitAll

上面2.2的代码中已经使用了WaitAll，该方法将会等待两个Action完成之后才会进行返回，将上面的方法做一点改变。

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的定义，Finished永远是最后打印出来的字符串。

3.2 Task.WaitAny

将上面代码的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");        }

最终运行结果：

可以看出使用了WaitAny后，没有等待Task2执行完毕，程序就回到了主线程，先打印出了Finished。

四、取消Task

4.1 取消流程

Task取消使用一个叫做coorperative cancellation的模型进行Task取消。主要使用CancellationTokenSource完成。该对象有一个CancellactionToken。当StartNew一个Task时候，可以将toker传给被创建的task。当CancellationTokenSource调用Cancel后，Task对应的Token状态将会变为取消（Canceled），Task的状态也会变为取消。这时候如果Task还没有启动，Task将不会再执行任务。

当然最后在每个Task内部也对Token进行判断，如果token已经取消，则不再执行当前Action(有些task可能在CancellactionToke被取消之前已经启动了），修改一下执行图：

4.2 演示代码

   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");        }    }