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C#中System.Threading.Tasks库的使用

作者：CoderIsArt

System.Threading.Tasks是.NET的TAP核心,提供异步编程模型,本文主要介绍了C#中System.Threading.Tasks库的使用,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下

System.Threading.Tasks 是 .NET 中任务并行库(Task Parallel Library, TPL)的核心组件，它提供了基于任务的异步编程模型，是现代 .NET 并发编程的基础。

设计原理

1. 核心目标

2. 关键组件

3. 架构层次

典型用法示例

示例1：基础异步任务

// 创建并运行简单任务
Task.Run(() => 
{
    Console.WriteLine("任务在后台线程执行");
    Thread.Sleep(1000); // 模拟工作
    Console.WriteLine("任务完成");
});

// 带返回值的任务
Task<int> calculateTask = Task.Run(() => 
{
    Thread.Sleep(500);
    return 42; // 计算结果
});

// 等待任务完成并获取结果
int result = await calculateTask;
Console.WriteLine($"计算结果: {result}");

应用场景：CPU密集型后台计算，不阻塞UI线程。

示例2：任务组合与延续

// 创建三个任务
Task<string> task1 = Task.Run(() => "Hello");
Task<string> task2 = Task.Run(() => "World");
Task<int> task3 = Task.Run(() => 2023);

// 等待所有任务完成
await Task.WhenAll(task1, task2, task3);

// 使用结果组合输出
Console.WriteLine($"{task1.Result} {task2.Result} {task3.Result}");

// 任务延续
Task continuation = task1.ContinueWith(t => 
{
    Console.WriteLine($"前一个任务的结果: {t.Result}");
}, TaskContinuationOptions.OnlyOnRanToCompletion);

应用场景：并行执行多个独立操作，然后合并结果或执行后续操作。

示例3：高级任务控制

// 使用TaskCompletionSource手动控制任务
var tcs = new TaskCompletionSource<string>();

// 模拟异步回调
Timer timer = new Timer(_ => 
{
    try
    {
        // 模拟工作
        string result = DateTime.Now.ToString();
        tcs.SetResult(result); // 手动完成任务
    }
    catch (Exception ex)
    {
        tcs.SetException(ex); // 手动设置异常
    }
}, null, 1000, Timeout.Infinite);

// 等待任务完成
try
{
    string timeString = await tcs.Task;
    Console.WriteLine($"当前时间: {timeString}");
}
catch (Exception ex)
{
    Console.WriteLine($"任务失败: {ex.Message}");
}

应用场景：将基于回调的异步API转换为基于任务的异步模式(TAP)。

示例4：取消任务

var cts = new CancellationTokenSource();
CancellationToken token = cts.Token;

// 创建可取消的任务
Task longRunningTask = Task.Run(() => 
{
    for (int i = 0; i < 100; i++)
    {
        token.ThrowIfCancellationRequested(); // 检查取消请求
        Thread.Sleep(100); // 模拟工作
        Console.WriteLine($"进度: {i}%");
    }
}, token);

// 3秒后取消任务
cts.CancelAfter(3000);

try
{
    await longRunningTask;
}
catch (OperationCanceledException)
{
    Console.WriteLine("任务被取消");
}

应用场景：长时间运行的操作需要提供取消功能。

核心概念深入

1. 任务状态机

任务有以下几种状态：

2. 任务调度策略

3. 异常处理

任务中的异常会被捕获并存储在 Task.Exception 属性中，当等待任务或访问Result属性时，这些异常会被重新抛出。

Task faultyTask = Task.Run(() => throw new InvalidOperationException("出错了"));

try
{
    await faultyTask;
}
catch (InvalidOperationException ex)
{
    Console.WriteLine($"捕获到异常: {ex.Message}");
}

最佳实践

性能考虑

System.Threading.Tasks 提供了强大而灵活的并发编程模型，是现代 .NET 应用程序中处理异步和并行操作的首选方式。

到此这篇关于C#中System.Threading.Tasks库的使用的文章就介绍到这了,更多相关C# System.Threading.Tasks内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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