c#中task与thread区别及其使用的方法示例

1.什么是thread

当我们提及多线程的时候会想到thread和threadpool，这都是异步操作，threadpool其实就是thread的集合，具有很多优势，不过在任务多的时候全局队列会存在竞争而消耗资源。thread默认为前台线程，主程序必须等线程跑完才会关闭，而threadpool相反。

总结：threadpool确实比thread性能优，但是两者都没有很好的api区控制，如果线程执行无响应就只能等待结束，从而诞生了task任务。

2.什么是task

 task简单地看就是任务，那和thread有什么区别呢？task的背后的实现也是使用了线程池线程，但它的性能优于threadpoll,因为它使用的不是线程池的全局队列，而是使用的本地队列，使线程之间的资源竞争减少。同时task提供了丰富的api来管理线程、控制。但是相对前面的两种耗内存，task依赖于cpu对于多核的cpu性能远超前两者，单核的cpu三者的性能没什么差别。

3.创建一个task任务有两种模式：

1.使用factory创建会直接执行，使用new创建不会执行，必须等到start启动之后才执行。

​ public void test()
        {
            var testtask = new task(() =>
            {
                console.writeline("task start");
            });
            testtask.start();
            var factoryteak = task.factory.startnew(() =>
            {
                console.writeline("factory task start");
            });
        }
 
​

2.我们来看看task的生命周期

​var testtask = new task(() =>
            {
                console.writeline("task start");
                system.threading.thread.sleep(2000);
            });
            console.writeline(testtask.status);
            testtask.start();
            console.writeline(testtask.status);
            console.writeline(testtask.status);         
            testtask.wait();
            console.writeline(testtask.status);
            console.writeline(testtask.status);
 
​

输出结果：

created
task start
running
running
rantocompletion
rantocompletion

可以看出task确实是异步执行，并且wait很好地控制了task。

3.下面演示几个控制task的方法

     var testtask = new task(() =>
            {
                console.writeline("task start");
                system.threading.thread.sleep(2000);
            });
            testtask.start();
            testtask.wait();

 
var testtask = new task(() =>
            {
               console.writeline("task start");
               system.threading.thread.sleep(2000);
            });
            testtask.start();
var factoryteak = task.factory.startnew(() =>
               {                 
                  console.writeline("factory task start");
               });
              task.waitall(testtask, factoryteak);
              console.writeline("end");
 
​

 var testtask = new task(() =>
            {
                console.writeline("task start");
                system.threading.thread.sleep(2000);
            });
            testtask.start();
 var factoryteak = task.factory.startnew(() =>
               {                  
                  console.writeline("factory task start");
                });
                task.waitany(testtask, factoryteak);
                console.writeline("end");

通过wait()对单个task进行等待，task.waitall()对多个task进行等待，waitany()执行任意一个task就往下继续执行。

4.task的回调执行

  var testtask = new task(() =>
            {
                console.writeline("task start");
                system.threading.thread.sleep(2000);
            });
            testtask.start();
            var resulttest = testtask.continuewith<string>((task) => {
                console.writeline("testtask end");
                return "end";
            });
            console.writeline(resulttest.result);

5.task的取消

首先创建一个取消task的令牌的实例，在不启动task直接取消：

var tokensource = new cancellationtokensource();//创建取消task实例
            var testtask = new task(() =>
            {
                for (int i = 0; i < 6; i++) {
                    system.threading.thread.sleep(1000);
                }               
            },tokensource.token);
            console.writeline(testtask.status);
            tokensource.token.register(()=> {
                console.writeline("task is to cancel");
            });
            tokensource.cancel();
            console.writeline(testtask.status);

 输出结果：

created
task is to cancel
canceled

如果task启动了真的取消了task？

  var tokensource = new cancellationtokensource();//创建取消task实例
            var testtask = new task(() =>
            {
                for (int i = 0; i <6; i++) {
                    system.threading.thread.sleep(1000);
                }               
            },tokensource.token);
            console.writeline(testtask.status);
            testtask.start();
            console.writeline(testtask.status);
            tokensource.token.register(()=> {
                console.writeline("task is to cancel");
            });
            tokensource.cancel();
            console.writeline(testtask.status);
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                system.threading.thread.sleep(1000);
                console.writeline(testtask.status);
            }

输出结果：

created
waitingtorun
task is to cancel
running
running
running
running
running
running
rantocompletion
rantocompletion
rantocompletion
rantocompletion
rantocompletion

 可以看出其实并没有取消task，此时task还在继续跑。

6.task的嵌套

  var parenttask = new task(()=> {
                var childtask = new task(() =>{
                    system.threading.thread.sleep(2000);
                    console.writeline("childtask to start");
                });
                childtask.start();
                console.writeline("parenttask to start");
            });
            parenttask.start();
            parenttask.wait();
            console.writeline("end");

此时为普通关联，父task和子task没影响

  var parenttask = new task(()=> {
                var childtask = new task(() =>{
                    system.threading.thread.sleep(2000);
                    console.writeline("childtask to start");
                }, taskcreationoptions.attachedtoparent);
                childtask.start();
                console.writeline("parenttask to start");
            } );
            parenttask.start();
            parenttask.wait();
            console.writeline("end");

此时为父task和子task关联，wait会一直等待父子task执行完。

6.task死锁的问题

我们可以设置最大等待时间，如果超过了等待时间，就不再等待，下面我们来修改代码，设置最大等待时间为5秒(项目中可以根据实际情况设置)，如果超过5秒就输出哪个任务出错了

7.对spinlock的使用

举例来说parallel.for和parallel.foreach是线程不安全的，有可能达不到你的预期，此时就需要加锁来解决此问题，我们可以加lock和spinlock(自旋锁)来解决

            spinlock slock = new spinlock(false);
            var testlock= new object();
            long sum1 = 0;
            long sum2 = 0;
            long sum3 = 0;
            parallel.for(0, 100000, i =>
            {
                sum1 += i;
            });
 
            parallel.for(0, 100000, i =>
            {
                bool locktaken = false;
                try
                {
                    slock.enter(ref locktaken);
                    sum2 += i;
                }
                finally
                {
                    if (locktaken)
                        slock.exit(false);
                }
            });
            parallel.for(0, 100000, i =>
            {
                lock(testlock)
                {
                    sum3 += i;
                };
            });
            console.writeline("num1的值为:{0}", sum1);
            console.writeline("num2的值为:{0}", sum2);
            console.writeline("num3的值为:{0}", sum3);

输出结果：

num1的值为:1660913202
num2的值为:4999950000
num3的值为:4999950000

num1的值为:2754493646
num2的值为:4999950000
num3的值为:4999950000

num1的值为:4999950000
num2的值为:4999950000
num3的值为:4999950000

最后看看threadpoll和task的结构图：

threadpool：

 task：