5天玩轉C#並行和多執行緒程式設計 —— 第四天 Task進階

雲霏霏發表於2014-11-25

C#並行執行緒程式設計

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一、Task的巢狀

　　Task中還可以再巢狀Task，Thread中能不能這樣做，我只能說我是沒這樣寫過。Task中的巢狀，我感覺其實也可以分開來寫，不過巢狀起來會方便管理一點。Task中的巢狀分為兩種，關聯巢狀和非關聯巢狀，就是說內層的Task和外層的Task是否有聯絡，下面我們編寫程式碼先來看一下非關聯巢狀，及內層Task和外層Task沒有任何關係，還是在控制檯程式下面，程式碼如下：

static void Main(string[] args)
      {
         var pTask = Task.Factory.StartNew(() => 
         {
            var cTask = Task.Factory.StartNew(() =>
            {
               System.Threading.Thread.Sleep(2000);
               Console.WriteLine("Childen task finished!");
            });
            Console.WriteLine("Parent task finished!");
         });
         pTask.Wait();
         Console.WriteLine("Flag");
         Console.Read();
      }

執行後，輸出以下資訊：

從圖中我們可以看到，外層的pTask執行完後，並不會等待內層的cTask，直接向下走先輸出了Flag。這種巢狀有時候相當於我們建立兩個Task，但是巢狀在一起的話，在Task比較多時會方便查詢和管理，並且還可以在一個Task中途加入多個Task，讓進度並行前進。

下面我們來看一下如何建立關聯巢狀，就是建立有父子關係的Task，修改上面程式碼如下：

    static void Main(string[] args)
      {
         var pTask = Task.Factory.StartNew(() => 
         {
            var cTask = Task.Factory.StartNew(() =>
            {
               System.Threading.Thread.Sleep(2000);
               Console.WriteLine("Childen task finished!");
            },TaskCreationOptions.AttachedToParent);
            Console.WriteLine("Parent task finished!");
         });
         pTask.Wait();
         Console.WriteLine("Flag");
         Console.Read();
      }

可以看到，我們在建立cTask時，加入了以引數，TaskCreationOptions.AttachedToParent，這個時候，cTask和pTask就會建立關聯，cTask就會成為pTask的一部分，執行程式碼，看下結果：

可以看到，tTask會等待cTask執行完成。省得我們寫Task.WaitAll了，外層的Task會自動等待所有的子Task完成才向下走。

下面我們來寫一個Task綜合使用的例子，來看一下多工是如何協作的。假設有如下任務，如圖：

任務2和任務3要等待任務1完成後，取得任務1的結果，然後開始執行。任務4要等待任務2完成，取得其結果才能執行，最終任務3和任務4都完成了，合併結果，任務完成。圖中已經說的很明白了。下面來看一下程式碼：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace TaskDemo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Task.Factory.StartNew(() =>
            {
                var t1 = Task.Factory.StartNew<int>(() => 
                {
                    Console.WriteLine("Task 1 running...");
                    return 1;
                });
                t1.Wait(); //等待任務一完成
                var t3 = Task.Factory.StartNew<int>(() =>
                {
                    Console.WriteLine("Task 3 running...");
                    return t1.Result + 3;
                });
                var t4 = Task.Factory.StartNew<int>(() =>
                {
                    Console.WriteLine("Task 2 running...");
                    return t1.Result + 2;
                }).ContinueWith<int>(task =>
                {
                    Console.WriteLine("Task 4 running...");
                    return task.Result + 4;
                });
                Task.WaitAll(t3, t4);  //等待任務三和任務四完成
                var result = Task.Factory.StartNew(() =>
                {
                    Console.WriteLine("Task Finished! The result is {0}",t3.Result + t4.Result);
                });
            });
            Console.Read();
        }
    }
}

任務2和任務4可以用ContinueWith連線執行，最終執行結果如圖：

可以看到所有的任務都執行了，我們也得到了正確的結果11.這下體會到Task的強大了吧~

二、Task的異常處理

　　任何應用程式都需要有異常處理機制，誰也不能保證自己寫到程式碼在任何時候都是可以正常執行的，那麼在Task中到底該怎麼處理異常呢？先來按照平時的寫法，加個Try...Catch...試試，看看會出現什麼現象：

   static void Main(string[] args)
      {
         try
         {
            var pTask = Task.Factory.StartNew(() =>
            {
               var cTask = Task.Factory.StartNew(() =>
               {
                  System.Threading.Thread.Sleep(2000);
                  throw new Exception("cTask Error!");
                  Console.WriteLine("Childen task finished!");
               });
               throw new Exception("pTask Error!");
               Console.WriteLine("Parent task finished!");
            });

            pTask.Wait();
         }
         catch (Exception ex)
         {
            Console.WriteLine(ex.Message);
         }
         Console.WriteLine("Flag");
         Console.Read();
      }

大家都看得懂，就不解釋了，直接F5執行，結果如圖：

唉，不對啊~~怎麼顯示這異常資訊呢？先不說異常資訊對不對，反正異常是捕獲到了。從這張圖中你們還發現了什麼嗎？

沒錯，cTask被中斷了，這裡cTask和pTask並沒有建立關聯，但是pTask出現異常，其內部的Task也都會中斷，不再執行，即使異常是在子Task啟動以後發生的。

下面我們繼續來說異常吧，來看看正確的異常處理辦法，怎麼捕獲到真正的異常資訊,程式碼如下：

     static void Main(string[] args)
      {
         try
         {
            var pTask = Task.Factory.StartNew(() =>
            {
               var cTask = Task.Factory.StartNew(() =>
               {
                  System.Threading.Thread.Sleep(2000);
                  throw new Exception("cTask Error!");
                  Console.WriteLine("Childen task finished!");
               });
               throw new Exception("pTask Error!");
               Console.WriteLine("Parent task finished!");
            });

            pTask.Wait();
         }
         catch (AggregateException ex)
         {
            foreach (Exception inner in ex.InnerExceptions)
            {
               Console.WriteLine(inner.Message);
            }
         }
         Console.WriteLine("Flag");
         Console.Read();
      }

這裡用了AggregateException，就是異常集合，當然開發中不會只有一個執行緒，肯定會有多個執行緒，多個執行緒就可能有多個異常。我們變數異常集合，輸出異常資訊，如下圖：

對了吧，看到正確的異常資訊了，但是還是看不到cTask的，因為他被中斷了。

當然，除了在task中使用異常，我們還可以通過Task的幾個屬性來判斷Task的狀態，如：IsCompleted, IsFaulted, IsCancelled,Exception等等來判斷task是否成功的執行了。

作者：雲霏霏

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