第05章-異步編程

工業(yè)和信息化部“十二五”規(guī)劃教材

普通高等學校“十二五”規(guī)劃教材

《C#網(wǎng)絡應用編程》第3版

第5章異步編程2Ch5異步編程5.1并行和異步編程預備知識5.2異步編程基本技術5.1并行和異步編程預備知識5.1.1任務（Task類、Task<TResult>類）5.1.2Lambda表達式5.1.3Action和Func委托5.1.4元組（Tuple類）45.1.1任務（Task類、Task<TResult>類）1．Task類2．Task<TResult>類3．Task.Delay方法Delay(Int32)//延時指定的毫秒數(shù)Delay(TimeSpan)//延時指定的時間（年、月、日、時、分、秒、毫秒等）Delay(Int32,CancellationToken)//延時指定的毫秒數(shù)后取消任務操作Delay(TimeSpan,CancellationToken)//延時指定的時間后取消任務操作5.1.2Lambda表達式1．基本用法定義(輸入?yún)?shù)列表)=>{表達式或語句塊}x=>x*x(x,y)=>x==y(intx,strings)=>s.Length>x()=>SomeMethod()5.1.2Lambda表達式2．在LINQtoObjects中使用Lambda表達式Microsoft.NET框架List<int>numberList=newList<int>{5,4,1,3,9,8,6,7,2,0};varq1=numberList.Where(i=>i<4);List<int>numberList=newList<int>{5,4,1,3,9,8,6,7,2,0};varq2=fromiinnumberListwherei<4selecti;5.1.2Lambda表達式3．示例5.1.3Action和Func委托1．一般形式Action<[T1,T2,……,T16]>Func<[T1,T2,……,T16,]TResult>5.1.3Action和Func委托2．基本用法classProgram{staticvoidMain(string[]args){Action<string>a=ShowMessage;a("OK");Console.ReadKey();}privatestaticvoidShowMessage(stringmessage){Console.WriteLine(message);}}5.1.3Action和Func委托3．示例5.1.4元組（Tuple類）元組是一種數(shù)據(jù)結構，其中的元素具有固定的數(shù)目和序列，在.NET框架中，可通過Tuple.Create方法直接創(chuàng)建具有1到7個元素的元組，另外，還可以通過嵌套的元組創(chuàng)建具有更多元素的對象。元組中的元素可通過Tuple對象的ItemN（N=1,2,3,……,7）屬性得到。表示一組數(shù)據(jù)。提供對數(shù)據(jù)集的輕松訪問和操作。在方法的參數(shù)傳遞中不使用out修飾符就可以返回多個值。用1個參數(shù)就可以將多個值傳遞給某個方法。5.2異步編程基本技術5.2.1異步編程的實現(xiàn)方式和異步操作關鍵字5.2.2創(chuàng)建任務5.2.3取消或終止任務的執(zhí)行5.2.4獲取任務執(zhí)行的狀態(tài)5.2.5報告任務執(zhí)行的進度5.2.6定時執(zhí)行某些任務5.2.1異步編程的實現(xiàn)方式和異步操作關鍵字1．異步編程的實現(xiàn)方式（1）傳統(tǒng)的異步編程模型（APM）（2）基于事件的異步編程設計模式（EAP）（3）基于任務的異步模式（TAP）（4）改進的基于任務的異步模式（async、await、Task.Run和TAP）5.2.1異步編程的實現(xiàn)方式和異步操作關鍵字2．異步操作關鍵字（1）異步方法和異步事件處理程序（2）async修飾符如果方法沒有返回值，則用async和Task共同簽名。如果方法有返回值，則用async和Task<int>共同簽名。（3）await運算符（4）異步方法的命名約定5.2.2創(chuàng)建任務1．定義任務執(zhí)行的方法（1）用普通方法定義任務（2）用異步方法定義任務（3）用匿名方法定義任務5.2.2創(chuàng)建任務2．利用Task.Run方法隱式創(chuàng)建和執(zhí)行任務Run(Func<Task>)//用默認調度程序在線程池中執(zhí)行不帶返回值的任務Run<TResult>(Func<Task<TResult>>)//用默認調度程序在線程池中執(zhí)行帶返回值的任務Run(Func<Task>,CancellationToken)//執(zhí)行任務過程中可偵聽取消通知Run<TResult>(Func<Task<TResult>>,CancellationToken)//執(zhí)行任務過程中可偵聽取消通知5.2.2創(chuàng)建任務5.2.2創(chuàng)建任務3．利用async和await關鍵字隱式創(chuàng)建異步任務5.2.2創(chuàng)建任務4．利用WPF控件的調度器隱式創(chuàng)建和執(zhí)行任務5.2.2創(chuàng)建任務5．通過顯式調用Task或Task<TResult>的構造函數(shù)創(chuàng)建任務（1）Task類的構造函數(shù)（2）Task<TResult>類的構造函數(shù)5.2.3取消或終止任務的執(zhí)行1．基本概念.NET框架引入的CancellationTokenSource類和CancellationToken結構用于協(xié)同實現(xiàn)多個線程、線程池工作項或Task對象的取消操作5.2.3取消或終止任務的執(zhí)行2．CancellationTokenSource類和CancellationToken結構System.Threading.CancellationTokenSource用于創(chuàng)建取消通知，稱為取消源。System.Threading.CancellationToken結構用于傳播應取消操作的通知，稱為取消令牌。執(zhí)行任務的方法接收到取消通知后，可以用以下方式之一終止操作：（1）在任務代碼中，簡單地從委托中返回。（2）在任務代碼中，引發(fā)OperationCanceledException異常，并將其傳遞到在其上請求了取消的標記。5.2.3取消或終止任務的執(zhí)行3．基本用法

5.2.4獲取任務執(zhí)行的狀態(tài)1．冷任務和熱狀態(tài)用Task類或者Task<TResult>類的構造函數(shù)顯式創(chuàng)建的任務稱為冷任務（coldtask），冷任務必須通過Start方法來啟動。任務在生命周期內的執(zhí)行情況稱為熱狀態(tài)。5.2.4獲取任務執(zhí)行的狀態(tài)2．Status屬性和TaskStatus枚舉利用任務實例的Status屬性獲取任務執(zhí)行的狀態(tài)。任務執(zhí)行的狀態(tài)用TaskStatus枚舉表示。TaskStatus的枚舉值有：Created：該任務已初始化，但尚未進入調度計劃。WaitingForActivation：該任務已進入調度計劃，正在等待被調度程序激活。WaitingToRun：該任務已被調度程序激活，但尚未開始執(zhí)行。Running：該任務正在運行，但尚未完成。RanToCompletion：該任務已成功完成。Canceled：該任務由于被取消而完成（任務自身引發(fā)OperationCanceledException異常，或者在該任務執(zhí)行之前調用方已向該任務的CancellationToken發(fā)出了信號）。Faulted：該任務因為出現(xiàn)未經(jīng)處理的異常而完成。WaitingForChildrenToComplete：該任務本身已完成，正等待附加的子任務完成。3．任務完成情況相關的屬性（1）IsCompleted屬性（2）IsCanceled屬性（3）IsFaulted屬性（4）取消和完成之間的關系5.2.4獲取任務執(zhí)行的狀態(tài)5.2.4獲取任務執(zhí)行的狀態(tài)4．示例5.2.5報告任務執(zhí)行的進度有時候我們可能希望讓某些異步操作提供進度通知，以便在界面中顯示異步操作執(zhí)行的進度，這種情況下，可以用Progress<T>類報告任務執(zhí)行的進度。Progress<T>類是通過IProgress<T>接口來實現(xiàn)的，該類的聲明方式如下：publicclassProgress<T>:IProgress<T>{publicProgress();publicProgress(Action<T>handler);protectedvirtualvoidOnReport(Tvalue);publiceventEventHandler<T>ProgressChanged;}5.2.5報告任務執(zhí)行的進度5.2.6定時執(zhí)行某些任務1．System.Timers.Timer類System.Timers.Timer類可與可視化設計器一同使用，該類可以引發(fā)事件，但它默認是在線程池線程中引發(fā)事件，而不是在當前線程中引發(fā)事件。System.Timers.Timer類的常用屬性和方法如下：AutoReset屬性：獲取或設置一個布爾型的值，該值為true表示每次間隔結束時都引發(fā)一次Elapsed事件，false表示僅在首次間隔結束時引發(fā)一次該事件。Interval屬性：獲取或設置兩次Elapsed事件的間隔時間（以毫秒為單位）。該值必須大于零并小于或等于Int32.MaxValue。默認值為100毫秒。Start方法：啟動定時器。Stop方法：停止計時器。5.2.6定時執(zhí)行某些任務2．System.Windows.Threading.DispatcherTimer類在客戶端WPF應用程序中，對于需要與用戶界面交互的任務，最簡單的方式是使用System.Windows.Threading命名空間下的DispatcherTimer類來實現(xiàn)，這種定時器也是用時間模型來實現(xiàn)的，但它是在與當前線程關聯(lián)的線程中定時執(zhí)行任務，因此利用這種定時器可以直接獲取或修改界面控件的屬性。另外，該對象的定時效果沒有System.Timers.Timer的定時精確，所以最好不要將其用于針對服務器的定時操作。5.2.6定時執(zhí)行某些任務3．System.Threading.Timer類System.Threading.Timer類也是在線程池中定時執(zhí)行任務，它與其他兩種計時器的區(qū)別是該類不使用事件模型，而是直接通過調用TimerCallback類型的委托來實現(xiàn)。該類的構造函數(shù)語法為publicTimer(TimerCallbackcallback,//一個TimerCallback類型的委托，表示要執(zhí)行的方法Objectstate,//一個包含回調方法要使用的信息的對象，可以為nullT