使用Task代替ThreadPool和Thread

一：Task的优势

ThreadPool相比Thread来说具备了很多优势，但是ThreadPool却又存在一些使用上的不方便。比如：

1: ThreadPool不支持线程的取消、完成、失败通知等交互性操作；

2: ThreadPool不支持线程执行的先后次序；

以往，如果开发者要实现上述功能，需要完成很多额外的工作，现在，FCL中提供了一个功能更强大的概念：Task。Task在线程池的基础上进行了优化，并提供了更多的API。在FCL4.0中，如果我们要编写多线程程序，Task显然已经优于传统的方式。

以下是一个简单的任务示例： 

static void Main(string[] args)  
{  
    System.Threading.Tasks.Task t = new System.Threading.Tasks.Task(() =>   
    {  
        Console.WriteLine("任务开始工作……");  
        //模拟工作过程  
        System.Threading.Thread.Sleep(5000);  
    });  
    t.Start();  
    t.ContinueWith((task) =>  
    {  
        Console.WriteLine("任务完成，完成时候的状态为：");  
        Console.WriteLine("IsCanceled={0}\tIsCompleted={1}\tIsFaulted={2}", task.IsCanceled, task.IsCompleted, task.IsFaulted);  
    });  
    Console.ReadKey();  
}  

 二：Task的完成状态

任务Task有这样一些属性，让我们查询任务完成时的状态：

1: IsCanceled，因为被取消而完成；

2: IsCompleted，成功完成；

3: IsFaulted，因为发生异常而完成

需要注意的是，任务并没有提供回调事件来通知完成（像BackgroundWorker一样），它通过启用一个新任务的方式来完成类似的功能。ContinueWith方法可以在一个任务完成的时候发起一个新任务，这种方式天然就支持了任务的完成通知：我们可以在新任务中获取原任务的结果值。

       下面是一个稍微复杂一点的例子，同时支持完成通知、取消、获取任务返回值等功能：

static void Main(string[] args)  
{   
    System.Threading.CancellationTokenSource cts = new System.Threading.CancellationTokenSource();  
    System.Threading.Tasks.Task<int> t = new System.Threading.Tasks.Task<int>(() => Add(cts.Token), cts.Token);  
    t.Start();  
    t.ContinueWith(TaskEnded);  
    //等待按下任意一个键取消任务  
    Console.ReadKey();  
    cts.Cancel();  
    Console.ReadKey();  
}  
static void TaskEnded(System.Threading.Tasks.Task<int> task)  
{  
    Console.WriteLine("任务完成，完成时候的状态为：");  
    Console.WriteLine("IsCanceled={0}\tIsCompleted={1}\tIsFaulted={2}", task.IsCanceled, task.IsCompleted, task.IsFaulted);  
    Console.WriteLine("任务的返回值为：{0}", task.Result);  
}  
static int Add(System.Threading.CancellationToken ct)  
{  
    Console.WriteLine("任务开始……");  
    int result = 0;  
    while (!ct.IsCancellationRequested)  
    {  
        result++;  
        System.Threading.Thread.Sleep(1000);  
    }  
    return result;  
}  

在任务开始后大概3秒钟的时候按下键盘，会得到如下的输出：

任务开始……  
任务完成，完成时候的状态为：  
IsCanceled=False        IsCompleted=True        IsFaulted=False  
任务的返回值为：3 

 你也许会奇怪，我们的任务是通过Cancel的方式处理，为什么完成的状态IsCanceled那一栏还是False。这是因为在工作任务中，我们对于IsCancellationRequested进行了业务逻辑上的处理，并没有通过ThrowIfCancellationRequested方法进行处理。如果采用后者的方式，如下： 

static void Main(string[] args)  
{  
    System.Threading.CancellationTokenSource cts = new System.Threading.CancellationTokenSource();  
    System.Threading.Tasks.Task<int> t = new System.Threading.Tasks.Task<int>(() => AddCancleByThrow(cts.Token), cts.Token);  
    t.Start();  
    t.ContinueWith(TaskEndedByCatch);  
    //等待按下任意一个键取消任务  
    Console.ReadKey();  
    cts.Cancel();  
    Console.ReadKey();  
}  
static void TaskEndedByCatch(System.Threading.Tasks.Task<int> task)  
{  
    Console.WriteLine("任务完成，完成时候的状态为：");  
    Console.WriteLine("IsCanceled={0}\tIsCompleted={1}\tIsFaulted={2}", task.IsCanceled, task.IsCompleted, task.IsFaulted);  
    try 
    {  
        Console.WriteLine("任务的返回值为：{0}", task.Result);  
    }  
    catch (AggregateException e)  
    {  
        e.Handle((err) => err is OperationCanceledException);  
    }  
}  
static int AddCancleByThrow(System.Threading.CancellationToken ct)  
{  
    Console.WriteLine("任务开始……");  
    int result = 0;  
    while (true)  
    {  
        ct.ThrowIfCancellationRequested();  
        result++;  
        System.Threading.Thread.Sleep(1000);  
    }  
    return result;  
}  

 那么输出为： 

任务开始……  
任务完成，完成时候的状态为：  
IsCanceled=True       IsCompleted=True        IsFaulted=False 

 在任务结束求值的方法TaskEndedByCatch中，如果任务是通过ThrowIfCancellationRequested方法结束的，对任务求结果值将会抛出异常OperationCanceledException，而不是得到抛出异常前的结果值。这意味着任务是通过异常的方式被取消掉的，所以可以注意到上面代码的输出中，状态IsCancled为True。

再一次，我们注意到取消是通过异常的方式实现的，而表示任务中发生了异常的IsFaulted状态却还是等于False。这是因为ThrowIfCancellationRequested是协作式取消方式类型CancellationTokenSource的一个方法，CLR进行了特殊的处理。CLR知道这一行程序开发者有意为之的代码，所以不把它看作是一个异常（它被理解为取消）。要得到IsFaulted等于True的状态，我们可以修改While循环，模拟一个异常出来： 

while (true)  
{  
    //ct.ThrowIfCancellationRequested();  
    if (result == 5)  
    {  
        throw new Exception("error");  
    }  
    result++;  
    Thread.Sleep(1000);  
}  

 模拟异常后的输出为：

任务开始……  
任务完成，完成时候的状态为：  
IsCanceled=False        IsCompleted=True        IsFaulted=True 

三：任务工厂

Task还支持任务工厂的概念。任务工厂支持多个任务之间共享相同的状态，如取消类型CancellationTokenSource就是可以被共享的。通过使用任务工厂，可以同时取消一组任务：

static void Main(string[] args)  
{   
    System.Threading.CancellationTokenSource cts = new System.Threading.CancellationTokenSource();  
    //等待按下任意一个键取消任务  
    System.Threading.Tasks.TaskFactory taskFactory = new System.Threading.Tasks.TaskFactory();  
    System.Threading.Tasks.Task[] tasks = new System.Threading.Tasks.Task[]  
    {  
        taskFactory.StartNew(() => Add(cts.Token)),  
        taskFactory.StartNew(() => Add(cts.Token)),  
        taskFactory.StartNew(() => Add(cts.Token))  
    };  
    //CancellationToken.None指示TasksEnded不能被取消  
    taskFactory.ContinueWhenAll(tasks, TasksEnded, System.Threading.CancellationToken.None);  
    Console.ReadKey();  
    cts.Cancel();  
    Console.ReadKey();  
}  
static void TasksEnded(System.Threading.Tasks.Task[] tasks)  
{  
    Console.WriteLine("所有任务已完成！");  
}  

以上代码输出为：

任务开始……  
任务开始……  
任务开始……  
所有任务已完成（取消）！ 

 本建议演示了Task（任务）和TaskFactory（任务工厂）的使用方法。Task甚至进一步优化了后台线程池的调度，加快了线程的处理速度。在FCL4.0时代，使用多线程，我们理应更多地使用Task。