.NET 4并行編程入門之Task的休眠

作者：龍王 2010-06-08 08:41:08

開發后端

本文將介紹的是Task的休眠，這也是本.NET 4并行編程系列文章的第四篇。通過休眠，可以起到提高利用效率的作用。

查看本系列其他文章，請參看

[[11751]]

本篇的議題如下：

1.Task的休眠。

1. Task的休眠

有時候，我們常常希望一個Task在等待一段時間之后再運行，也就有點類似之前多線程編程中的Sleep。我們可以設置一個Task休眠多長時間，當這個時間過了，Task就自動的喚醒接著運行。

下面就講講休眠的方法：

a.使用CancellationToken的Wait Handle：

a) 在.NET 4并行編程中，讓一個Task休眠的最好的方式就是使用CancellationToken的等待操作(Wait Handle)。而且操作起來也很簡單：首先創建一個CancellationTokenSource的實例，然后通過這個實例的Token屬性得到一個CancellationToken的實例，然后在用CancellationToken的WaitHandle屬性，然后調用這個這個屬性的WaitOne()方法。其實在之前講述”Task的取消”一文中就已經使用過。

b) WaitOne()方法有很多的重載方法來提供更多的功能，例如可以傳入一個int的整數，表明要休眠多長的時間，單位是微秒，也可以傳入一個TimeSpan的值。如果調用了CancellationToken的Cancel()方法，那么休眠就立刻結束。就是因為這個原因，我們之前的文章講過，WaitOne()可以作為檢測Task是否被取消的一個方案

下面來看一段示例代碼：

代碼

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();  
}

在上面的代碼中，task在休眠了10秒鐘之后就打印出一條信息。在例子中，在我們敲一下鍵盤之后，CancellationToken就會被Cancel，此時休眠就停止了，task重新喚醒，只不過是這個task將會被cancel掉。

有一點要注意：WaitOne()方法只有在設定的時間間隔到了，或者Cancel方法被調用，此時task才會被喚醒。如果如果cancel()方法被調用而導致task被喚醒，那么CancellationToken.WaitHandle.WaitOne()方法就會返回true，如果是因為設定的時間到了而導致task喚醒，那么CancellationToken.WaitHandle.WaitOne()方法返回false。

b.task休眠的第二種方法：使用傳統的Sleep。

我們現在已經知道了：其實TPL(并行編程)的底層還是基于.NET的線程機制的。所以還是可以用傳統的線程技術來使得一個task休眠：調用靜態方法—Thread.Sleep(),并且可以傳入一個int類型的參數，表示要休眠多長時間。

代碼

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();  
 }

這種方法和之前第一種方法最大的區別就是：使用Thread.Sleep()之后，然后再調用token的cancel方法，task不會立即就被cancel，這主要是因為Thread.Sleep()將會一直阻塞線程，直到達到了設定的時間，這之后，再去check task時候被cancel了。舉個例子，假設再task方法體內調用Thread.Sleep(100000)方法來休眠task，然后再后面的代碼中調用token.Cancel()方法，此時處于并行編程內部機制不會去檢測task是否已經發出了cancel請求，而是一直休眠，直到時間超過了100000微秒。如果采用的是之前的第一種休眠方法，那么不管WaitOne（）中設置了多長的時間，只要token.Cancel()被調用，那么task就像內部的Scheduler發出了cancel的請求，而且task會被cancel。

c.第三種休眠方法：自旋等待.

這種方法也是值得推薦的。之前的兩種方法，當他們使得task休眠的時候，這些task已經從Scheduler的管理中退出來了，不被再內部的Scheduler管理(Scheduler，這里只是簡單的提下，因為后面的文章會詳細講述，這里只要知道Scheduler是負責管理線程的)，因為休眠的task已經不被Scheduler管理了，所以Scheduler必須做一些工作去決定下一步是哪個線程要運行，并且啟動它。為了避免Scheduler做那些工作，我們可以采用自旋等待：此時這個休眠的task所對應的線程不會從Scheduler中退出，這個task會把自己和CPU的輪轉關聯起來，我們還是用代碼示例講解吧。

代碼

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();  
 }

代碼中我們在Thread.SpinWait()方法中傳入一個整數，這個整數就表示CPU時間片輪轉的次數，至于要等待多長的時間，這個就和計算機有關了，不同的計算機，CPU的輪轉時間不一樣。自旋等待的方法常常于獲得同步鎖，后續會講解。使用自旋等待會一直占用CPU，而且也會消耗CPU的資源，更大的問題就是這個方法會影響Scheduler的運作。

今天就寫道這里：后續文章將會逐一講解：Task的等待完成操作，Task中的異常處理，獲取Task的狀態，執行Lazily Task，常見問題解決方案。

原文標題：.NET 4 并行（多核）編程系列之四

鏈接：http://www.cnblogs.com/Leo_wl/archive/2010/06/01/1749597.html

【編輯推薦】

微軟發布新版Windows 7及.NET 4軟件開發工具包
詳解.NET 4.0并行計算支持歷史
詳讀.NET 4.0環境配置
詳解.NET 4.0中異常處理方面的新特性
三方面詮釋.NET 4.0的新特性

責任編輯：彭凡來源：博客園

.NET 4并行編程