多线程、任务、异步的区别

news/2024/9/19 2:07:56/文章来源:https://www.cnblogs.com/ggtc/p/18392358

Task和Thread的区别

这是一个高频，深刻的问题，无论去哪都逃不过被询问这个问题。Task是基于Thread的，这是众所周知的。但是Task和Thread的联系如此简单和纯粹确实我没想到的。甚至只需要几十行代码就能呈现其原理。一个简单的模拟实例说明Task及其调度问题，这真是一篇好文章。

任务体系由两个类组成，Task，以及TaskScheduler。

Task储存需要到多线程去执行的委托方法，尽管经过层层封装，内部最终还是调用这个委托。但是任务的执行方法不向程序员开放，而是交给了TaskScheduler，暴露给程序员的只有把任务交给任务调度器这个方法。任务说白了是围绕委托这个中心构建的。至于委托在哪个线程上执行，职责不在此，交给了任务调度器。

TaskScheduler用于决定将Task放到哪个线程上执行，最简单的是new Thread将Task及其内部的委托放进新线程去执行。复杂一点的就是调用线程池的排队方法，将Task放到线程池要访问的待执行Task队列中，让队列不断弹出Task，然后放到某个线程中去执行。

实现两个TaskScheduler

我举两个任务调度器来说明这有多简单。一个调度器用于对每个任务创建一个线程执行，另一个调度器用于创建一个线程池，并用线程池的线程去取任务执行。

总是使用新线程执行任务

//使用新线程执行任务
public class ThreadScheduler:TaskScheduler
{protected override void QueueTask(Task task){//没想到就是直接把Task放到Thread中去执行了new Thread(()=>TryExecuteTask(task)).Start();}
}//测试
ThreadScheduler threadScheduler = new ThreadScheduler();
Task.Factory.StartNew(() => Console.WriteLine($"Task1 is excuted in thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"), default, TaskCreationOptions.None, threadScheduler);
Task.Factory.StartNew(() => Console.WriteLine($"Task2 is excuted in thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"), default, TaskCreationOptions.None, threadScheduler);
Task.Factory.StartNew(() => Console.WriteLine($"Task3 is excuted in thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"), default, TaskCreationOptions.None, threadScheduler);
Task.Factory.StartNew(() => Console.WriteLine($"Task4 is excuted in thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"), default, TaskCreationOptions.None, threadScheduler);

创建并使用线程池执行任务

//使用线程池执行任务
public class ThreadPoolScheduler:TaskScheduler
{private BlockingCollection<Task> tasks=new();private Thread[] threads;//创建一个线程池，让线程不断去队列中取出任务执行public ThreadPoolScheduler(int threadNum){threads=new Thread[threadNum];for(int i=0;i<threadNum;i++){threads[i]=new Thread(InvokeNext);threads[i].Start();}void InvokeNext(){while(true){var task=tasks.Take();if(task!=null){TryExecuteTask(task);}}}}//新任务入队protected override void QueueTask(Task task){tasks.Add(task);}
}

从这两种调度器可以看出，开始一个任务这个动作是唯一明确的只有一点，就是把任务交给调度器，而不是立即执行任务。至于任务有没有立即被放到线程中执行，这却决于任务调度器的实现。比如在第一种调度器中，任务被立即执行；在第二种调度器中，任务可能会等待，直到有空闲线程把它从队列中取出来。

回调

任务和多线程还有一个区别是拥有回调ContinueWith。这样就不需要使用阻塞或线程同步去解决这种很常见的，在一件事完成后再做另一件事的问题。大内老A提出的方式是，在任务内部，在执行委托的那个函数中，在前一个委托执行完成后，开启一个新任务，执行下一个委托。
由于这个触发节点在前一个线程即将结束时，所以能实现回调。
由于回调和开始任务这两个方法有相同返回类型Task，所以又实现了链式调用。