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C#中TaskFactory实现线程任务

作者：无风听海

TaskFactory是C#中处理多线程和异步任务的一个非常有用的类,它通过简化任务的创建、启动、调度和管理,极大提高了开发效率和代码可读性,下面就详细的介绍一下如何使用,感兴趣的可以了解一下

在 C# 中，TaskFactory 是 System.Threading.Tasks 命名空间下的一个类，它为任务的创建、管理和调度提供了一个简便的方式。与直接使用 Task 类相比，TaskFactory 提供了更高层次的抽象，允许开发者更加灵活地控制任务的创建、执行、取消、调度等操作。

1.TaskFactory的基本概念

TaskFactory 是一个帮助你创建和管理任务的工具类。它通过封装 Task 的创建过程，使得任务的启动、调度和继续等操作变得更加方便和灵活。

主要功能和用途

2.TaskFactory的基本功能

任务创建与启动 (StartNew)

TaskFactory 提供了 StartNew 方法来创建并启动任务。这是其最常用的功能，它允许你异步执行一个委托（通常是一个 Action 或 Func）。

var factory = new TaskFactory();
Task task = factory.StartNew(() => {
    Console.WriteLine("任务开始执行...");
});

在这个例子中，StartNew 会启动一个新任务，并异步执行提供的委托。

任务选项控制：TaskCreationOptions

TaskFactory 允许你通过 TaskCreationOptions 来定制任务的创建方式。你可以指定任务的执行方式、优先级等。

常见的选项包括：

var factory = new TaskFactory(TaskCreationOptions.LongRunning, TaskContinuationOptions.None);
Task task = factory.StartNew(() => {
    Console.WriteLine("长时间运行的任务");
});

任务链式操作：ContinueWith和TaskContinuationOptions

TaskFactory 允许你创建任务的链式操作，也就是一个任务完成后可以自动执行另一个任务。你可以使用 ContinueWith 来设置后续任务，并通过 TaskContinuationOptions 控制后续任务的执行条件。

例如，你可以让任务只在当前任务成功完成时执行后续任务，或者只在任务失败时执行后续任务。

Task task1 = factory.StartNew(() => {
    Console.WriteLine("任务1");
});

Task task2 = task1.ContinueWith(t => {
    Console.WriteLine("任务2（在任务1完成后执行）");
}, TaskContinuationOptions.OnlyOnRanToCompletion);

任务取消：CancellationToken

TaskFactory 可以与 CancellationToken 配合使用，以便支持任务取消。当你需要取消一个任务时，CancellationTokenSource 发出取消请求，Task 会检查该请求并在合适的时机停止执行。

var cts = new CancellationTokenSource();
var factory = new TaskFactory();
Task task = factory.StartNew(() => {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        if (cts.Token.IsCancellationRequested) {
            Console.WriteLine("任务已取消");
            return;
        }
        Console.WriteLine("任务正在执行...");
        Thread.Sleep(1000);
    }
}, cts.Token);

// 取消任务
cts.Cancel();

任务异常处理

TaskFactory 还支持任务的异常处理。如果任务在执行过程中发生异常，你可以通过 ContinueWith 捕获并处理这些异常。

Task task = factory.StartNew(() => {
    throw new InvalidOperationException("发生错误");
}).ContinueWith(t => {
    if (t.Exception != null) {
        Console.WriteLine($"任务发生了异常: {t.Exception.Message}");
    }
}, TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted);

在这个例子中，ContinueWith 会在任务发生异常时被调用，并处理异常信息。

3.TaskFactory的实现原理与机制

TaskFactory 本质上是对 Task 类的封装，它通过 TaskCreationOptions 和 TaskContinuationOptions 提供了更灵活的任务调度和管理方式。

内部工作机制

4. 主要的使用场景

场景 1：并行任务的启动

TaskFactory 用于启动多个并行执行的任务，特别是在需要对任务进行细粒度控制时。例如，在处理多个独立的任务时，你可能会使用 TaskFactory 来启动这些任务，并通过 Task.WhenAll 等方法等待所有任务完成。

Task task1 = factory.StartNew(() => {
    // 执行任务1
});
Task task2 = factory.StartNew(() => {
    // 执行任务2
});
Task.WhenAll(task1, task2).ContinueWith(t => {
    Console.WriteLine("所有任务完成");
});

场景 2：长时间运行的任务

使用 TaskCreationOptions.LongRunning 来创建需要长时间执行的任务。通常，这些任务不应使用线程池线程来执行，而应该单独分配线程，以避免阻塞线程池中的其他任务。

var factory = new TaskFactory(TaskCreationOptions.LongRunning, TaskContinuationOptions.None);
Task task = factory.StartNew(() => {
    // 执行长时间任务
});

场景 3：任务的依赖关系

当任务之间有依赖关系时，TaskFactory 的 ContinueWith 方法非常有用。你可以指定某个任务成功完成后执行另一个任务，或者在任务失败时执行相应的操作。

Task task1 = factory.StartNew(() => {
    // 任务1的操作
});
Task task2 = task1.ContinueWith(t => {
    // 任务2的操作
}, TaskContinuationOptions.OnlyOnRanToCompletion);

场景 4：任务取消

TaskFactory 还适用于需要支持取消操作的任务。例如，在下载文件、处理大批数据等场景中，你可以使用 CancellationToken 来取消正在执行的任务。

var cts = new CancellationTokenSource();
Task task = factory.StartNew(() => {
    // 执行任务
}, cts.Token);

// 当满足某个条件时，取消任务
cts.Cancel();

场景 5：异常处理

如果你需要在任务执行过程中捕获异常并处理，可以使用 ContinueWith 来指定异常处理逻辑。

Task task = factory.StartNew(() => {
    throw new InvalidOperationException("任务执行异常");
}).ContinueWith(t => {
    if (t.Exception != null) {
        Console.WriteLine($"捕获异常: {t.Exception.Message}");
    }
}, TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted);

5. 总结

TaskFactory 是 C# 中处理多线程和异步任务的一个非常有用的类，它通过简化任务的创建、启动、调度和管理，极大提高了开发效率和代码可读性。通过 TaskFactory，你可以：

适用于并行计算、长时间运行的任务、任务间依赖关系、任务取消和异常处理等多种场景。

TaskFactory 是 .NET 异步编程的强大工具，它帮助开发者以更清晰、结构化的方式处理任务的执行和管理。

到此这篇关于C#中TaskFactory实现线程任务的文章就介绍到这了,更多相关C# TaskFactory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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