c# Task异步使用

描述
Task出现之前，微软的多线程处理方式有：Thread→ThreadPool→委托的异步调用，虽然可以满足基本业务场景，但它们在多个线程的等待处理方面、资源占用方面、延续和阻塞方面都显得比较笨拙，在面对复杂的业务场景下，显得有点捉襟见肘
Task是微软在.Net 4.0时代推出来的，也是微软极力推荐的一种多线程的处理方式，Task看起来像一个Thread，实际上，它是在ThreadPool的基础上进行的封装
Task的控制和扩展性很强，在线程的延续、阻塞、取消、超时等方面远胜于Thread和ThreadPool
Task可以简单看作相当于Thead+TheadPool，其性能比直接使用Thread要更好，在工作中更多的是使用Task来处理多线程任务
任务Task和线程Thread的区别
Task是建立在Thread之上的，最终其实还是由Thread去执行，它们都是在 System.Threading 命名空间下的
Task跟Thread并不是一对一的关系。比如说开启10个任务并不一定会开启10个线程，因为使用Task开启新任务时，是从线程池中调用线程，这点与ThreadPool.QueueUserWorkItem类似

Task的使用

创建Task的三种方式

方式一：通过创建Task对象后调用其 Start()函数
方式二：调用Task的静态方法Run()
方式三：通过Task工厂，新建一个线程
// 方式一，通过Start
Task t1 = new Task(() => { Console.WriteLine("我是Task方式一"); });
t1.Start();// 方式二，通过Run
Task t2= Task.Run(()=>{Console.WriteLine("我是Task方式二"); });// 方式三，通过工厂
Task t3= Task.Factory.StartNew(()=>{Console.WriteLine("我是Task方式三"); });

带返回值与不带返回值的Task
Task无返回值： 接收的是Action委托类型
Task<TResult>有返回值：接收的是Func<TResult>委托类型

static void Main()
{// 没有返回参数Task t1 = new Task(() => { Console.WriteLine("我是Task没有返回参数"); });t1.Start();// 有返回参数Task<int> t2 = new Task<int>(() => { return 1+1; });t2.Start();int result = t2.Result;Console.WriteLine(result);
}

输出结果

我是Task没有返回参数
2
一次性建立多个任务场景

static void test1()
{Task[] taskArray = new Task[10];for (int i = 0; i < 10; i++){int bb = i;Task t = Task.Run(() => { Console.WriteLine("任务ID：{0}, 结果：{1}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, bb); });taskArray[i] = t;}// 等待所有任务完成Task.WaitAll(taskArray);
}

输出结果

任务ID：4, 结果：0
任务ID：10, 结果：4
任务ID：7, 结果：1
任务ID：8, 结果：2
任务ID：10, 结果：7
任务ID：11, 结果：5
任务ID：9, 结果：3
任务ID：12, 结果：6
任务ID：7, 结果：8
任务ID：8, 结果：9
Task阻塞的三种方式
Wait()： 等待单个线程任务完成  
WaitAll()：来指定等待的一个或多个线程结束
WaitAny()：来指定等待任意一个线程任务结束

static void test3()
{// 方式一： wait方法Task t = Task.Run(() => { Console.WriteLine("方式1：任务1......"); }) ;// 等待 上述任务完成t.Wait();Console.WriteLine("方式一结束..........");// 方式二： waitAll 方法Task tt = Task.Run(() => { Console.WriteLine("方式2：任务1......"); });Task tt2 = Task.Run(() => { Console.WriteLine("方式2：任务2......"); });Task.WaitAll(tt,tt2);Console.WriteLine("方式二结束..........");// 方式三：waitAny 方法Task ttt = Task.Run(() => { Console.WriteLine("方式3：任务1......"); });Task ttt2 = Task.Run(() => { Console.WriteLine("方式3：任务2......"); });Task.WaitAny(ttt, ttt2);Console.WriteLine("方式三结束..........");}

输出结果

方式1：任务1......
方式一结束..........
方式2：任务1......
方式2：任务2......
方式二结束..........
方式3：任务2......
方式3：任务1......
方式三结束..........
Task任务的延续
WhenAll().ContinueWith() ：作用是当WhenAll()中指定的线程任务完成后再执行ContinueWith()中的任务，也就是线程任务的延续。而由于这个等待是异步的，因此不会给主线程造成阻塞
WhenAll(task1,task2,...)：Task的静态方法，作用是异步等待指定任务完成后，返回结果。当线程任务有返回值时，返回Task<TResult[]>对象，否则返回Task对象。
WhenAny()：用法与WhenAll()是一样的，不同的是只要指定的任意一个线程任务完成则立即返回结果。
ContinueWith()：Task类的实例方法，异步创建当另一任务完成时可以执行的延续任务。也就是当调用对象的线程任务完成后，执行ContinueWith()中的任务

static void test4()
{Task t = Task.Run(() => { Thread.Sleep(1000); Console.WriteLine("我是线程任务....."); });// 异步创建延续任务Task.WhenAll(t).ContinueWith((data) => { Console.WriteLine("我是延续任务...."); });Console.WriteLine("这是主线程........");Console.ReadKey();}

输出结果

这是主线程........
我是线程任务.....
我是延续任务....
注：Task任务的延续 与 上面阻塞相比，主要的好处就是 延续是异步的不会阻塞主线程

Task的父子任务
TaskCreationOptions.AttachedToParent：用于将子任务依附到父任务中

static void test5()
{// 建立一个父任务Task parentTask = new Task(() => {// 创建两个子任务，依附在父任务上Task.Factory.StartNew(() => { Console.WriteLine("子task1任务。。。。。。"); }, TaskCreationOptions.AttachedToParent);Task.Factory.StartNew(() => { Console.WriteLine("子task2任务。。。。。。"); }, TaskCreationOptions.AttachedToParent);Thread.Sleep(1000);Console.WriteLine("我是父任务........");});parentTask.Start();parentTask.Wait();Console.WriteLine("这里是主线程.......");Console.ReadKey();
}

输出结果

子task2任务。。。。。。
子task1任务。。。。。。
我是父任务........
这里是主线程.......
Task中的任务取消
Task中的取消功能使用的是CanclelationTokenSource，即取消令牌源对象，可用于解决多线程任务中协作取消和超时取消
CancellationToken Token：CanclelationTokenSource类的属性成员，返回CancellationToken对象，可以在开启或创建线程时作为参数传入。
IsCancellationRequested：表示当前任务是否已经请求取消。Token类中也有此属性成员，两者互相关联。
Cancel()：CanclelationTokenSource类的实例方法，取消线程任务，同时将自身以及关联的Token对象中的IsCancellationRequested属性置为true。
CancelAfter(int millisecondsDelay)：CanclelationTokenSource类的实例方法，用于延迟取消线程任务。
取消任务的两种情况
情况一：通过Cancel（）方法
情况二：通过CancelAfter(milliseconds) 方法

static void test6()
{// 情况一： 直接取消// 创建取消令牌源对象CancellationTokenSource cst = new CancellationTokenSource();//第二个参数传入取消令牌Task t = Task.Run(() => {while (!cst.IsCancellationRequested){Thread.Sleep(500);Console.WriteLine("情况一,没有接收到取消信号......");}}, cst.Token);Thread.Sleep(1000);//1秒后结束cst.Cancel(); Console.ReadKey();// 情况二： 延迟取消CancellationTokenSource cst2 = new CancellationTokenSource();Task t2 = Task.Run(() => {while (!cst2.IsCancellationRequested){Console.WriteLine("情况二,没有接收到取消信号......");}}, cst2.Token);//1秒后结束cst2.CancelAfter(1000);Console.ReadKey();}

Task跨线程访问界面控件
通过 TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext()   获取TaskScheduler，并将其放入Task的start() 方法中 或 放入延续方法中即可
放入start() 方法中 
放入 ContinueWith() 延续方法中
// 通过start方法

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{Task t = new Task(() =>{// 为界面控件赋值this.textBox1.Text = "线程内赋值";});task.Start(TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext());
}// 通过延续方法
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{Task.Run(() =>{Thread.Sleep(1000);}).ContinueWith(t => {this.textBox1.Text = "线程内赋值";}, TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext());
}

Task的异常处理
异常捕获
Task线程的异常处理不能直接将线程对象相关代码try-catch来捕获，需要通过调用线程对象的wait()函数来进行线程的异常捕获
线程的异常会聚合到AggregateException异常对象中（AggregateException是专门用来收集线程异常的异常类），多个异常 需要通过遍历该异常对象来获取异常信息
如果捕获到线程异常之后，还想继续往上抛出，就需要调用AggregateException对象的Handle函数，并返回false。（Handle函数遍历了一下AggregateException对象中的异常）
 

static void test7()
{Task t = Task.Run(() =>{throw new Exception("异常抛出.....");});try{t.Wait();}catch (AggregateException ex){Console.Error.WriteLine(ex.Message);foreach (var item in ex.InnerExceptions){Console.WriteLine("内异常:"+item.Message);}//将异常往外抛出// ex.Handle(p => false);}Console.ReadKey();
}

输出结果

One or more errors occurred. (异常抛出.....)
内异常:异常抛出.....