.NET 4并行编程入门之Task基础(.NET 4并行编程入门：Task基础详解)

一、引言

在.NET 4中，并行编程变得更为简洁和高效。Task是.NET Framework 4中引入的一个重要概念，它为开发人员提供了一种轻量级、高效的方法来处理多线程编程。本文将介绍Task的基础知识，帮助入门开发者敏捷掌握并行编程的基本技巧。

二、Task简介

Task是.NET Framework 4中Task Parallel Library（TPL）的核心组成部分，它代表了一个异步操作。Task旨在简化异步编程，避免错综的线程管理和同步问题。在.NET 4中，Task可以通过Task类或者Task<TResult>类来创建，其中TResult描述任务的返回类型。

三、创建和启动Task

创建和启动Task非常简洁。以下是一个基本的示例，展示了怎样创建一个Task并执行它：

using System;
using System.Threading.Tasks;
class Program
{
    static void Main()
    {
        // 创建一个Task
        Task myTask = new Task(() =>
        {
            Console.WriteLine("Task is running.");
        });
        // 启动Task
        myTask.Start();
        // 等待Task完成
        myTask.Wait();
        Console.WriteLine("Task completed.");
    }
}

四、Task工厂方法

除了直接创建Task实例，我们还可以使用Task的工厂方法来创建Task。这些方法提供了更多的灵活性，例如指定任务的取消标记、任务延续等。

using System;
using System.Threading.Tasks;
class Program
{
    static void Main()
    {
        // 使用工厂方法创建Task
        Task myTask = Task.Factory.StartNew(() =>
        {
            Console.WriteLine("Task is running.");
        });
        // 等待Task完成
        myTask.Wait();
        Console.WriteLine("Task completed.");
    }
}

五、Task的等待和继续

在很多情况下，我们大概需要在某个Task完成后执行其他操作。这时，我们可以使用ContinueWith方法来创建一个延续任务。

using System;
using System.Threading.Tasks;
class Program
{
    static void Main()
    {
        Task myTask = Task.Factory.StartNew(() =>
        {
            Console.WriteLine("Task is running.");
        });
        // 创建一个延续任务
        myTask.ContinueWith(antecedent =>
        {
            Console.WriteLine("Continuation task is running.");
        });
        // 等待Task和延续任务完成
        Task.WaitAll(myTask);
        Console.WriteLine("All tasks completed.");
    }
}

六、Task的异常处理

在异步操作中，异常处理是非常重要的。Task提供了内置的异常处理机制，允许我们能够轻松地捕获和处理异常。

using System;
using System.Threading.Tasks;
class Program
{
    static void Main()
    {
        Task myTask = Task.Run(() =>
        {
            throw new Exception("An error occurred.");
        });
        try
        {
            // 等待Task完成，并捕获异常
            myTask.Wait();
        }
        catch (AggregateException ae)
        {
            foreach (var ex in ae.InnerExceptions)
            {
                Console.WriteLine(ex.Message);
            }
        }
        Console.WriteLine("Exception handled.");
    }
}

七、Task的取消和超时

有时候，我们大概需要取消一个正在运行的任务，或者给任务设置一个超时束缚。Task Parallel Library为我们提供了相应的赞成。

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
class Program
{
    static void Main()
    {
        // 创建一个取消标记源
        var cts = new CancellationTokenSource();
        // 创建一个Task，并传递取消标记
        Task myTask = Task.Run(() =>
        {
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                Console.WriteLine("Task is running: " + i);
                Thread.Sleep(1000); // 模拟长时间运行
                // 检查取消标记
                if (cts.Token.IsCancellationRequested)
                {
                    Console.WriteLine("Task was cancelled.");
                    return;
                }
            }
        }, cts.Token);
        // 设置超时时间
        if (!myTask.Wait(5000))
        {
            Console.WriteLine("Task timed out.");
            // 取消任务
            cts.Cancel();
        }
        Console.WriteLine("Task completed.");
    }
}

八、Task的并行执行

Task的一大优势是可以轻松实现并行执行。通过Task Parallel Library，我们可以并行执行多个任务，从而尽大概缩减损耗应用程序的性能。

using System;
using System.Threading.Tasks;
class Program
{
    static void Main()
    {
        // 创建并启动多个Task
        Task[] tasks = new Task[5];
        for (int i = 0; i < tasks.Length; i++)
        {
            tasks[i] = Task.Run(() =>
            {
                Console.WriteLine("Task {0} is running.", Task.CurrentId);
            });
        }
        // 等待所有Task完成
        Task.WaitAll(tasks);
        Console.WriteLine("All tasks completed.");
    }
}

九、总结

Task是.NET 4并行编程的核心，它为开发人员提供了一种简洁、高效的方法来处理异步操作。通过掌握Task的基础知识，我们可以轻松实现多线程编程，尽大概缩减损耗应用程序的性能和响应速度。本文介绍了Task的创建、启动、等待、继续、异常处理、取消、超时以及并行执行等基本概念，愿望对入门开发者有所帮助。

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