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.NET 4并行编程入门之Task的休眠的方法

转帖|其它|编辑:郝浩|2010-06-09 10:08:30.000|阅读 645 次

概述:本文将介绍的是.NET 4并行编程入门,这也是在当前多核环境下的.NET并行开发介绍。希望对大家有所帮助。

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  有时候,我们常常希望一个Task在等待一段时间之后再运行,也就有点类似之前多线程编程中的Sleep。我们可以设置一个Task休眠多长时间,当这个时间过了,Task就自动的唤醒接着运行。

  下面就讲讲休眠的方法:

  a.使用CancellationToken的Wait Handle:

  a) 在.NET 4并行编程中,让一个Task休眠的最好的方式就是使用CancellationToken的等待操作(Wait Handle)。而且操作起来也很简单:首先创建一个CancellationTokenSource的实例,然后通过这个实例的Token属性得到一个CancellationToken的实例,然后在用CancellationToken的WaitHandle属性,然后调用这个这个属性的WaitOne()方法。其实在之前讲述”Task的取消”一文中就已经使用过。

  b) WaitOne()方法有很多的重载方法来提供更多的功能,例如可以传入一个int的整数,表明要休眠多长的时间,单位是微秒,也可以传入一个TimeSpan的值。如果调用了CancellationToken的Cancel()方法,那么休眠就立刻结束。就是因为这个原因,我们之前的文章讲过,WaitOne()可以作为检测Task是否被取消的一个方案

  下面来看一段示例代码:

  代码


static void Main(string[] args)   
{   
    // create the cancellation token source   
    CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();   
 
    // create the cancellation token   
    CancellationToken token = tokenSource.Token;   
 
    // create the first task, which we will let run fully   
    Task task1 = new Task(() =>   
    {   
 for (int i = 0; i < Int32.MaxValue; i++)   
 {   
     // put the task to sleep for 10 seconds   
     bool cancelled = token.WaitHandle.WaitOne(10000);   
     // print out a message   
     Console.WriteLine("Task 1 - Int value {0}. Cancelled? {1}",   
     i, cancelled);   
     // check to see if we have been cancelled   
     if (cancelled)   
     {   
  throw new OperationCanceledException(token);   
     }   
 }   
    }, token);   
    // start task   
    task1.Start();   
 
    // wait for input before exiting   
    Console.WriteLine("Press enter to cancel token.");   
    Console.ReadLine();   
 
    // cancel the token   
    tokenSource.Cancel();   
 
    // wait for input before exiting   
    Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");   
    Console.ReadLine();   

  在上面的代码中,task在休眠了10秒钟之后就打印出一条信息。在例子中,在我们敲一下键盘之后,CancellationToken就会被Cancel,此时休眠就停止了,task重新唤醒,只不过是这个task将会被cancel掉。

  有一点要注意:WaitOne()方法只有在设定的时间间隔到了,或者Cancel方法被调用,此时task才会被唤醒。如果如果cancel()方法被调用而导致task被唤醒,那么CancellationToken.WaitHandle.WaitOne()方法就会返回true,如果是因为设定的时间到了而导致task唤醒,那么CancellationToken.WaitHandle.WaitOne()方法返回false。

  b.task休眠的第二种方法:使用传统的Sleep。

  我们现在已经知道了:其实TPL(并行编程)的底层还是基于.NET的线程机制的。所以还是可以用传统的线程技术来使得一个task休眠:调用静态方法—Thread.Sleep(),并且可以传入一个int类型的参数,表示要休眠多长时间。

  代码


static void Main(string[] args)   
 {   
     // create the cancellation token source   
     CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();   
 
     // create the cancellation token   
     CancellationToken token = tokenSource.Token;   
 
     // create the first task, which we will let run fully   
     Task task1 = new Task(() =>   
     {   
  for (int i = 0; i < Int32.MaxValue; i++)   
  {   
      // put the task to sleep for 10 seconds   
      Thread.Sleep(10000);   
 
      // print out a message   
      Console.WriteLine("Task 1 - Int value {0}", i);   
      // check for task cancellation   
      token.ThrowIfCancellationRequested();   
  }   
     }, token);   
     // start task   
     task1.Start();   
 
     // wait for input before exiting   
     Console.WriteLine("Press enter to cancel token.");   
     Console.ReadLine();   
 
     // cancel the token   
     tokenSource.Cancel();   
 
     // wait for input before exiting   
     Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");   
     Console.ReadLine();   
 } 

  这种方法和之前第一种方法最大的区别就是:使用Thread.Sleep()之后,然后再调用token的cancel方法,task不会立即就被cancel,这主要是因为Thread.Sleep()将会一直阻塞线程,直到达到了设定的时间,这之后,再去check task时候被cancel了。举个例子,假设再task方法体内调用Thread.Sleep(100000)方法来休眠task,然后再后面的代码中调用token.Cancel()方法,此时处于并行编程内部机制不会去检测task是否已经发出了cancel请求,而是一直休眠,直到时间超过了100000微秒。如果采用的是之前的第一种休眠方法,那么不管WaitOne()中设置了多长的时间,只要token.Cancel()被调用,那么task就像内部的Scheduler发出了cancel的请求,而且task会被cancel。

  c.第三种休眠方法:自旋等待.

  这种方法也是值得推荐的。之前的两种方法,当他们使得task休眠的时候,这些task已经从Scheduler的管理中退出来了,不被再内部的Scheduler管理(Scheduler,这里只是简单的提下,因为后面的文章会详细讲述,这里只要知道Scheduler是负责管理线程的),因为休眠的task已经不被Scheduler管理了,所以Scheduler必须做一些工作去决定下一步是哪个线程要运行,并且启动它。为了避免Scheduler做那些工作,我们可以采用自旋等待:此时这个休眠的task所对应的线程不会从Scheduler中退出,这个task会把自己和CPU的轮转关联起来,我们还是用代码示例讲解吧。

  代码:


static void Main(string[] args)   
 {   
     // create the cancellation token source   
     CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();   
 
     // create the cancellation token   
     CancellationToken token = tokenSource.Token;   
 
     // create the first task, which we will let run fully   
     Task task1 = new Task(() =>   
     {   
  for (int i = 0; i < Int32.MaxValue; i++)   
  {   
      // put the task to sleep for 10 seconds   
      Thread.SpinWait(10000);   
      // print out a message   
      Console.WriteLine("Task 1 - Int value {0}", i);   
      // check for task cancellation   
      token.ThrowIfCancellationRequested();   
  }   
     }, token);   
 
     // start task   
     task1.Start();   
 
     // wait for input before exiting   
     Console.WriteLine("Press enter to cancel token.");   
 
     Console.ReadLine();   
     // cancel the token   
     tokenSource.Cancel();   
 
     // wait for input before exiting   
     Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");   
     Console.ReadLine();   
 } 

  代码中我们在Thread.SpinWait()方法中传入一个整数,这个整数就表示CPU时间片轮转的次数,至于要等待多长的时间,这个就和计算机有关了,不同的计算机,CPU的轮转时间不一样。自旋等待的方法常常于获得同步锁,后续会讲解。使用自旋等待会一直占用CPU,而且也会消耗CPU的资源,更大的问题就是这个方法会影响Scheduler的运作。

  今天就写道这里:后续文章将会逐一讲解:Task的等待完成操作,Task中的异常处理,获取Task的状态,执行Lazily Task,常见问题解决方案。


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