Книга: C# 4.0: полное руководство

Класс Task

Класс Task

В основу TPL положен класс Task. Элементарная единица исполнения инкапсулируется в TPL средствами класса Task, а не Thread. Класс Task отличается от класса Thread тем, что он является абстракцией, представляющей асинхронную операцию. А в классе Thread инкапсулируется поток исполнения. Разумеется, на системном уровне поток по-прежнему остается элементарной единицей исполнения, которую можно планировать средствами операционной системы. Но соответствие экземпляра объекта класса Task и потока исполнения не обязательно оказывается взаимно-однозначным. Кроме того, исполнением задач управляет планировщик задач, который работает с пулом потоков. Это, например, означает, что несколько задач могут разделять один и тот же поток. Класс Task (и вся остальная библиотека TPL) определены в пространстве имен System.Threading.Tasks.

Создать новую задачу в виде объекта класса Task и начать ее исполнение можно самыми разными способами. Для начала создадим объект типа Task с помощью конструктора и запустим его, вызвав метод Start(). Для этой цели в классе Task определено несколько конструкторов. Ниже приведен тот конструктор, которым мы собираемся воспользоваться:

public Task(Action действие)

где действие обозначает точку входа в код, представляющий задачу, тогда как Action — делегат, определенный в пространстве имен System. Форма делегата Action, которой мы собираемся воспользоваться, выглядит следующим образом.

public delegate void Action()

Таким образом, точкой входа должен служить метод, не принимающий никаких параметров и не возвращающий никаких значений. (Как будет показано далее, делегату Action можно также передать аргумент.)

Как только задача будет создана, ее можно запустить на исполнение, вызвав метод Start(). Ниже приведена одна из его форм.

public void Start()

После вызова метода Start() планировщик задач запланирует исполнение задачи. В приведенной ниже программе все изложенное выше демонстрируется на практике. В этой программе отдельная задача создается на основе метода MyTask(). После того как начнет выполняться метод Main(), задача фактически создается и запускается на исполнение. Оба метода MyTask() и Main() выполняются параллельно.

// Создать и запустить задачу на исполнение.
using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
class DemoTask {
  static void MyTask() {
    Console.WriteLine("MyTask() запущен");
    for(int count = 0; count < 10; count++) {
      Thread.Sleep(500);
      Console.WriteLine("В методе MyTask(), подсчет равен " + count);
    }
    Console.WriteLine("MyTask завершен");
  }
  static void Main() {
    Console.WriteLine("Основной поток запущен.");
    // Сконструировать объект задачи.
    Task tsk = new Task(MyTask);
    // Запустить задачу на исполнение,
    tsk.Start();
    // метод Main() активным до завершения метода MyTask().
    for(int i = 0; i < 60; i++) {
      Console.Write(".");
      Thread.Sleep(100);
    }
    Console.WriteLine("Основной поток завершен.");
  }
}

Ниже приведен результат выполнения этой программы. (У вас он может несколько отличаться в зависимости от загрузки задач, операционной системы и прочих факторов.)

Основной поток запущен.
.MyTask() запущен
....В методе MyTask(), подсчет равен 0
.....В методе MyTask(), подсчет равен 1
.....В методе MyTask(), подсчет равен 2
....В методе MyTask(), подсчет равен 3
.....В методе MyTask(), подсчет равен 4
.....В методе MyTask(), подсчет равен 5
....В методе MyTask(), подсчет равен 6
.....В методе MyTask(), подсчет равен 7
.....В методе MyTask(), подсчет равен 8
.....В методе MyTask(), подсчет равен 9
MyTask завершен
............Основной поток завершен.

Следует иметь в виду, что по умолчанию задача исполняется в фоновом потоке. Следовательно, при завершении создающего потока завершается и сама задача. Именно поэтому в рассматриваемой здесь программе метод Thread.Sleep() использован для сохранения активным основного потока до тех пор, пока не завершится выполнение метода MyTask(). Как и следовало ожидать, организовать ожидание завершения задачи можно и более совершенными способами, что и будет показано далее.

В приведенном выше примере программы задача, предназначавшаяся для параллельного исполнения, обозначалась в виде статического метода. Но такое требование к задаче не является обязательным. Например, в приведенной ниже программе, которая является переработанным вариантом предыдущей, метод MyTask(), выполняющий роль задачи, инкапсулирован внутри класса.

// Использовать метод экземпляра в качестве задачи.
using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
class MyClass {
  // Метод выполняемый в качестве задачи,
  public void MyTask() {
    Console.WriteLine("MyTask() запущен");
    for(int count = 0; count < 10; count++) {
      Thread.Sleep(500);
      Console.WriteLine("В методе MyTask(), подсчет равен " + count);
    }
    Console.WriteLine("MyTask завершен ");
  }
}
class DemoTask {
  static void Main() {
    Console.WriteLine("Основной поток запущен.");
    // Сконструировать объект типа MyClass.
    MyClass me = new MyClass();
    // Сконструировать объект задачи для метода mc.MyTask().
    Task tsk = new Task(me.MyTask);
    // Запустить задачу на исполнение,
    tsk.Start();
    // Сохранить метод Main() активным до завершения метода MyTask().
    for(int i = 0; i < 60; i++) {
      Console.Write (".");
      Thread.Sleep (100);
    }
    Console.WriteLine("Основной поток завершен.");
  }
}

Результат выполнения этой программы получается таким же, как и прежде. Единственное отличие состоит в том, что метод MyTask() вызывается теперь для экземпляра объекта класса MyClass.

В отношении задач необходимо также иметь в виду следующее: после того, как задача завершена, она не может быть перезапущена. Следовательно, иного способа повторного запуска задачи на исполнение, кроме создания ее снова, не существует.

В отличие от класса Thread; в классе Task отсутствует свойство Name для хранения имени задачи. Но вместо этого в нем имеется свойство Id для хранения идентификатора задачи, по которому можно распознавать задачи. Свойство Id доступно только для чтения и относится к типу int. Оно объявляется следующим образом.

public int Id { get; }

Каждая задача получает идентификатор, когда она создается. Значения идентификаторов уникальны, но не упорядочены. Поэтому один идентификатор задачи может появиться перед другим, хотя он может и не иметь меньшее значение.

Идентификатор исполняемой в настоящий момент задачи можно выявить с помощью свойства CurrentId. Это свойство доступно только для чтения, относится к типу static и объявляется следующим образом.

public static Nullable<int> CurrentID { get; }

Оно возвращает исполняемую в настоящий момент задачу или же пустое значение, если вызывающий код не является задачей.

В приведенном ниже примере программы создаются две задачи и показывается, какая из них исполняется.

// Продемонстрировать применение свойств Id и CurrentId.
using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
class DemoTask {
  // Метод, исполняемый как задача,
  static void MyTask() {
    Console.WriteLine("MyTask() №" + Task.CurrentId + " запущен");
    for (int count = 0; count < 10; count++) {
      Thread.Sleep(500);
      Console.WriteLine("В методе MyTaskO #" + Task.CurrentId +
           ", подсчет равен " + count );
    }
    Console.WriteLine("MyTask №" + Task.CurrentId + " завершен");
  }
  static void Main() {
    Console.WriteLine("Основной поток запущен.");
    // Сконструировать объекты двух задач.
    Task tsk = new Task(MyTask);
    Task tsk2 = new Task(MyTask);
    // Запустить задачи на исполнение,
    tsk.Start();
    tsk2.Start();
    Console.WriteLine("Идентификатор задачи tsk: " + tsk.Id);
    Console.WriteLine("Идентификатор задачи tsk2: " + tsk2.Id);
    // Сохранить метод Main() активным до завершения остальных задач,
    for(int i = 0; i < 60; i++) {
      Console.Write(".");
      Thread.Sleep (100);
    }
    Console.WriteLine("Основной поток завершен.");
  }
}

Выполнение этой программы приводит к следующему результату.

Основной поток запущен.
Идентификатор задачи tsk: 1
Идентификатор задачи tsk2: 2
.MyTask() №1 запущен
MyTask() №2 запущен
....В методе MyTask() #1, подсчет равен 0
В методе MyTask() #2, подсчет равен 0
.....В методе MyTask() #1, подсчет равен 1
В методе MyTask() #2, подсчет равен 1
.....В методе MyTask() #1, подсчет равен 2
В методе MyTask() #2, подсчет равен 2
....В методе MyTask() #2, подсчет равен 3
В методе MyTask() #1, подсчет равен 3
.....В методе MyTask() #1, подсчет равен 4
В методе MyTask() #2, подсчет равен 4
.....В методе MyTask() #1, подсчет равен 5
В методе MyTask() #2, подсчет равен 5
.....В методе MyTask() #1, подсчет равен 6
В методе MyTask() #2, подсчет равен 6
....В методе MyTask() #1, подсчет равен 7
В методе MyTask() #2, подсчет равен 7
.....В методе MyTask() #1, подсчет равен 8
В методе MyTask() #2, подсчет равен 8
.....В методе MyTask() #2, подсчет равен 9
MyTask №2 завершен
В методе MyTask() #1, подсчет равен 9
MyTask №1 завершен
............Основной поток завершен.

Оглавление книги