Книга: C# 4.0: полное руководство

Применение методов ожидания

Применение методов ожидания

В приведенных выше примерах основной поток исполнения, а по существу, метод Main(), завершался потому, что такой результат гарантировали вызовы метода Thread.Sleep(). Но подобный подход нельзя считать удовлетворительным.

Организовать ожидание завершения задач можно и более совершенным способом, применяя методы ожидания, специально предоставляемые в классе Task. Самым простым из них считается метод Wait(), приостанавливающий исполнение вызывающего потока до тех пор, пока не завершится вызываемая задача. Ниже приведена простейшая форма объявления этого метода.

public void Wait()

При выполнении этого метода могут быть сгенерированы два исключения. Первым из них является исключение ObjectDisposedException. Оно генерируется в том случае, если задача освобождена посредством вызова метода Dispose(). А второе исключение, AggregateException, генерируется в том случае, если задача сама генерирует исключение или же отменяется. Как правило, отслеживается и обрабатывается именно это исключение. В связи с тем что задача может сгенерировать не одно исключение, если, например, у нее имеются порожденные задачи, все подобные исключения собираются в единое исключение типа AggregateException. Для того чтобы выяснить, что же произошло на самом деле, достаточно проанализировать внутренние исключения, связанные с этим совокупным исключением. А до тех пор в приведенных далее примерах любые исключения, генерируемые задачами, будут обрабатываться во время выполнения.

Ниже приведен вариант предыдущей программы, измененный с целью продемонстрировать применение метода Wait() на практике. Этот метод используется внутри метода Main(), чтобы приостановить его выполнение до тех пор, пока не завершатся обе задачи tsk и tsk2.

// Применить метод Wait().
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 MyTask() #" + 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);
    // Приостановить выполнение метода Main() до тех пор,
    // пока не завершатся обе задачи tsk и tsk2
    tsk.Wait();
    tsk2.Wait() ;
    Console.WriteLine("Основной поток завершен.");
  }
}

При выполнении этой программы получается следующий результат.

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() #2, подсчет равен 1
В методе MyTask() #1, подсчет равен 1
В методе MyTask() #2, подсчет равен 2
В методе MyTask() #1, подсчет равен 2
В методе MyTask() #2, подсчет равен 3
В методе MyTask() #1, подсчет равен 3
В методе MyTask() #2, подсчет равен 4
В методе MyTask() #1, подсчет равен 4
В методе MyTask() #2, подсчет равен 5
В методе MyTask() #1, подсчет равен 5
В методе MyTask() #2, подсчет равен 6
В методе MyTask() #1, подсчет равен 6
В методе MyTask() #2, подсчет равен 7
В методе MyTask() #1, подсчет равен 7
В методе MyTask() #2, подсчет равен 8
В методе MyTask() #1, 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.

Как следует из приведенного выше результата, выполнение метода Main() приостанавливается до тех пор, пока не завершатся обе задачи tsk и tsk2. Следует, однако, иметь в виду, что в рассматриваемой здесь программе последовательность завершения задач tsk и tsk2 не имеет особого значения для вызовов метода Wait(). Так, если первой завершается задача tsk2, то в вызове метода tsk.Wait() будет по-прежнему ожидаться завершение задачи tsk. В таком случае вызов метода tsk2.Wait() приведет к выполнению и немедленному возврату из него, поскольку задача tsk2 уже завершена.

В данном случае оказывается достаточно двух вызовов метода Wait(), но того же результата можно добиться и более простым способом, воспользовавшись методом WaitAll(). Этот метод организует ожидание завершения группы задач. Возврата из него не произойдет до тех пор, пока не завершатся все задачи. Ниже приведена простейшая форма объявления этого метода.

public static void WaitAll(params Task[] tasks)

Задачи, завершения которых требуется ожидать, передаются с помощью параметра в виде массива tasks. А поскольку этот параметр относится к типу params, то данному методу можно отдельно передать массив объектов типа Task или список задач. При этом могут быть сгенерированы различные исключения, включая и AggregateException.

Для того чтобы посмотреть, как метод WaitAll() действует на практике, замените в приведенной выше программе следующую последовательность вызовов.

tsk.Wait();
tsk2.Wait();

на

Task.WaitAll(tsk, tsk2);

Программа будет работать точно так же, но логика ее выполнения станет более понятной.

Организуя ожидание завершения нескольких задач, следует быть особенно внимательным, чтобы избежать взаимоблокировок. Так, если две задачи ожидают завершения друг друга, то вызов метода WaitAll() вообще не приведет к возврату из него. Разумеется, условия для взаимоблокировок возникают в результате ошибок программирования, которых следует избегать. Следовательно, если вызов метода WaitAll() не приводит к возврату из него, то следует внимательно проанализировать, могут ли две задачи или больше взаимно блокироваться. (Вызов метода Wait(), который не приводит к возврату из него, также может стать причиной взаимоблокировок.)

Иногда требуется организовать ожидание до тех пор, пока не завершится любая из группы задач. Для этой цели служит метод WaitAny(). Ниже приведена простейшая форма его объявления.

public static int WaitAny(params Task[] tasks)

Задачи, завершения которых требуется ожидать, передаются с помощью параметра в виде массива tasks объектов типа Task или отдельного списка аргументов типа Task. Этот метод возвращает индекс задачи, которая завершается первой. При этом могут быть сгенерированы различные исключения.

Попробуйте применить метод WaitAny() на практике, подставив в предыдущей программе следующий вызов.

Task.WaitAny(tsk, tsk2);

Теперь, выполнение метода Main() возобновится, а программа завершится, как только завершится одна из двух задач.

Помимо рассматривавшихся здесь форм методов Wait(), WaitAll() и WaitAny(), имеются и другие их варианты, в которых можно указывать период простоя или отслеживать признак отмены. (Подробнее об отмене задач речь пойдет далее в этой главе.)

В классе Task реализуется интерфейс IDisposable, в котором определяется метод Dispose(). Ниже приведена форма его объявления.

public void Dispose()

Метод Dispose() реализуется в классе Task, освобождая ресурсы, используемые этим классом. Как правило, ресурсы, связанные с классом Task, освобождаются автоматически во время "сборки мусора" (или по завершении программы). Но если эти ресурсы требуется освободить еще раньше, то для этой цели служит метод Dispose(). Это особенно важно в тех программах, где создается большое число задач, оставляемых на произвол судьбы.

Следует, однако, иметь в виду, что метод Dispose() можно вызывать для отдельной задачи только после ее завершения. Следовательно, для выяснения факта завершения отдельной задачи, прежде чем вызывать метод Dispose(), потребуется некоторый механизм, например, вызов метода Wait(). Именно поэтому так важно было рассмотреть метод Wait(), перед тем как обсуждать метод Dispose(). Ели же попытаться вызвать Dispose() для все еще активной задачи, то будет сгенерировано исключение InvalidOperationException.

Во всех примерах, приведенных в этой главе, создаются довольно короткие задачи, которые сразу же завершаются, и поэтому применение метода Dispose() в этих примерах не дает никаких преимуществ. (Именно по этой причине вызывать метод Dispose() в приведенных выше программах не было никакой необходимости. Ведь все они завершались, как только завершалась задача, что в конечном итоге приводило к освобождению от остальных задач.) Но в целях демонстрации возможностей данного метода и во избежание каких-либо недоразумений метод Dispose() будет вызываться явным образом при непосредственном обращении с экземплярами объектов типа Task во всех последующих примерах программ. Если вы обнаружите отсутствие вызовов метода Dispose() в исходном коде, полученном из других источников, то не удивляйтесь этому. Опять же, если программа завершается, как только завершится задача, то вызывать метод Dispose() нет никакого смысла — разве что в целях демонстрации его применения.

Оглавление книги