.NET 并行(多核)编程系列之五 Task执行和异常处理

转载：http://www.cnblogs.com/yanyangtian/archive/2010/06/01/1749199.html

　首先注意一点：这里提到的"等待"和之前文章提到的"休眠"意思是不一样的：
　　等待：在等待一个task的时候，这个task还是在运行之中的，"等待"相当于在监听运行的task的执行情况。
　　休眠：让tasku不运行。

 

　　在上篇文章中介绍了如果从Task中获取执行后的结果：在Task执行完成之后调用Task.Result获取。其实也可以用其他的方法等待Task执行完成而不获取结果，这是很有用的：如果你想等待一个task完成之后再去做其他的事情。而且我们还可以等待一个task执行完成，或者等待所有的task执行完成，或者等待很多task中的一个执行完成。因为Task是由内部的Scheduler管理的，调用wait方法，其实就是我们在监控task的执行，看看这个task是否执行完了，如果完成，那么wanit方法就返回true，反之。

 

　　1. 等待Task执行完成

　　1.1等待单独的一个Task执行完成
　　我们可以用Wait()方法来一直等待一个Task执行完成。当task执行完成，或者被cancel，或者抛出异常，这个方法才会返回。可以使用Wait()方法的不同重载。举个例子：

static void Main(string[] args)
    {
        // create the cancellation token source
        CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();
        // create the cancellation token
        CancellationToken token = tokenSource.Token;
        // create and start the first task, which we will let run fully
        Task task = createTask(token);
        task.Start();

        // wait for the task
        Console.WriteLine("Waiting for task to complete.");
        task.Wait();
        Console.WriteLine("Task Completed.");

        // create and start another task
        task = createTask(token);
        task.Start();
        Console.WriteLine("Waiting 2 secs for task to complete.");
        bool completed = task.Wait(2000);
        Console.WriteLine("Wait ended - task completed: {0}", completed);

        // create and start another task
        task = createTask(token);
        task.Start();
        Console.WriteLine("Waiting 2 secs for task to complete.");
        completed = task.Wait(2000, token);
        Console.WriteLine("Wait ended - task completed: {0} task cancelled {1}",
        completed, task.IsCanceled);

        // wait for input before exiting
        Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");
        Console.ReadLine();
    }

    static Task createTask(CancellationToken token)
    {
        return new Task(() =>
        {
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                // check for task cancellation
                token.ThrowIfCancellationRequested();
                // print out a message
                Console.WriteLine("Task - Int value {0}", i);
                // put the task to sleep for 1 second
                token.WaitHandle.WaitOne(1000);
            }
        }, token);
    }

　　

　　从上面的例子可以看出，wait方法子task执行完成之后会返回true。
　　注意：当在执行的task内部抛出了异常之后，这个异常在调用wait方法时会被再次抛出。后面再"异常处理篇"会讲述。

 

　　1.2.等待多个task
　　我们也可以用WaitAll()方法来一直到等待多个task执行完成。只有当所有的task执行完成，或者被cancel，或者抛出异常，这个方法才会返回。WiatAll()方法和Wait()方法一样有一些重载。
　　注意：如果在等在的多个task之中，有一个task抛出了异常，那么调用WaitAll()方法时就会抛出异常。

static void Main(string[] args)
    {
        // create the cancellation token source
        CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();
        // create the cancellation token
        CancellationToken token = tokenSource.Token;
        // create the tasks
        Task task1 = new Task(() =>
        {
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                // check for task cancellation
                token.ThrowIfCancellationRequested();
                // print out a message
                Console.WriteLine("Task 1 - Int value {0}", i);
                // put the task to sleep for 1 second
                token.WaitHandle.WaitOne(1000);
            }
            Console.WriteLine("Task 1 complete");
        }, token);
        Task task2 = new Task(() =>
        {
            Console.WriteLine("Task 2 complete");
        }, token);

        // start the tasks
        task1.Start();
        task2.Start();
        // wait for the tasks
        Console.WriteLine("Waiting for tasks to complete.");
        Task.WaitAll(task1, task2);
        Console.WriteLine("Tasks Completed.");
        // wait for input before exiting
        Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");
        Console.ReadLine();
    }

　　

 　　在上面的例子中，首先创建了两个task，注意我们创建的是可以被cancel的task，因为使用CancellationToken。而且在第一个task中还是用waitOne()休眠方法，其实目的很简单：使得这个task的运行时间长一点而已。之后我们就调用了WaitAll()方法，这个方法一直到两个task执行完成之后才会返回的。

 

　　1.3.等待多个task中的一个task执行完成
　　可以用WaitAny()方法来等待多个task中的一个task执行完成。通俗的讲就是：有很多的task在运行，调用了WaitAny()方法之后，只要那些运行的task其中有一个运行完成了，那么WaitAny()就返回了。

static void Main(string[] args)
    {

        // create the cancellation token source
        CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();
        // create the cancellation token
        CancellationToken token = tokenSource.Token;
        // create the tasks
        Task task1 = new Task(() =>
        {
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                // check for task cancellation
                token.ThrowIfCancellationRequested();
                // print out a message
                Console.WriteLine("Task 1 - Int value {0}", i);
                // put the task to sleep for 1 second
                token.WaitHandle.WaitOne(1000);
            }
            Console.WriteLine("Task 1 complete");
        }, token);
        Task task2 = new Task(() =>
        {
            Console.WriteLine("Task 2 complete");
        }, token);
        // start the tasks
        task1.Start();
        task2.Start();
        // wait for the tasks
        Console.WriteLine("Waiting for tasks to complete.");
        int taskIndex = Task.WaitAny(task1, task2);
        Console.WriteLine("Task Completed. Index: {0}", taskIndex);
        // wait for input before exiting
        Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");
        Console.ReadLine();
    }

　　

　　2. Task中的异常处理

　　在并行编程(TPL)中另外一个已经标准化了的操作就是"异常处理"。而且在并行编程中异常处理显得尤为重要，因为并行编程时与系统中的线程相关的，出了异常，你开发的程序就很有可能崩溃。

 

　　下面就详细介绍TPL中异常处理操作。
　　 a.处理基本的异常。
 　　在操作task的时候，只要出现了异常，.NET Framework就会把这些异常记录下来。例如在执行Task.Wait(),Task.WaitAll(),Task.WaitAny(),Task.Result.不管那里出现了异常，最后抛出的就是一个System.AggregateException.

 　　System.AggregateException时用来包装一个或者多个异常的，这个类时很有用的，特别是在调用Task.WaitAll()方法时。因为在Task.WaitAll()是等待多个task执行完成，如果有任意task执行出了异常，那么这个异常就会被记录在System.AggregateException中，不同的task可能抛出的异常不同，但是这些异常都会被记录下来。

　　下面就是给出一个例子：在例子中，创建了两个task，它们都抛出异常。然后主线程开始运行task，并且调用WaitAll()方法，然后就捕获抛出的System.AggregateException,显示详细信息。
 

static void Main(string[] args)
    {

        // create the tasks
        Task task1 = new Task(() =>
        {
            ArgumentOutOfRangeException exception = new ArgumentOutOfRangeException();
            exception.Source = "task1";
            throw exception;
        });
        Task task2 = new Task(() =>
        {
            throw new NullReferenceException();
        });
        Task task3 = new Task(() =>
        {
            Console.WriteLine("Hello from Task 3");
        });
        // start the tasks
        task1.Start(); task2.Start(); task3.Start();
        // wait for all of the tasks to complete
        // and wrap the method in a try...catch block
        try
        {
            Task.WaitAll(task1, task2, task3);
        }
        catch (AggregateException ex)
        {
            // enumerate the exceptions that have been aggregated
            foreach (Exception inner in ex.InnerExceptions)
            {
                Console.WriteLine("Exception type {0} from {1}",
                inner.GetType(), inner.Source);
            }
        }
        // wait for input before exiting
        Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");
        Console.ReadLine();
    }

 

　从上面的例子可以看出，为了获得被包装起来的异常，需要调用System.AggregateException的InnerExceptions属性，这个属性返回一个异常的集合，然后就可以遍历这个集合。

　　而且从上面的例子可以看到：Exeception.Source属性被用来指明task1的异常时ArgumentOutRangeException.

　　 b.使用迭代的异常处理Handler
 　　一般情况下，我们需要区分哪些异常需要处理，而哪些异常需要继续往上传递。AggregateException类提供了一个Handle()方法，我们可以用这个方法来处理

AggregateException中的每一个异常。在这个Handle()方法中，返回true就表明，这个异常我们已经处理了，不用抛出，反之。

　　 在下面的例子中，抛出了一个OperationCancelException，在之前的task的取消一文中，已经提到过：当在task中抛出这个异常的时候，实际上就是这个task发送了取消的请求。下面的代码中，描述了如果在AggregateException.Handle()中处理不同的异常。

static void Main(string[] args)
    {
        // create the cancellation token source and the token
        CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();
        CancellationToken token = tokenSource.Token;
        // create a task that waits on the cancellation token
        Task task1 = new Task(() =>
        {
            // wait forever or until the token is cancelled
            token.WaitHandle.WaitOne(-1);
            // throw an exception to acknowledge the cancellation
            throw new OperationCanceledException(token);
        }, token);
        // create a task that throws an exception
        Task task2 = new Task(() =>
        {
            throw new NullReferenceException();
        });
        // start the tasks
        task1.Start(); task2.Start();
        // cancel the token
        tokenSource.Cancel();
        // wait on the tasks and catch any exceptions
        try
        {
            Task.WaitAll(task1, task2);
        }
        catch (AggregateException ex)
        {
            // iterate through the inner exceptions using
            // the handle method
            ex.Handle((inner) =>
            {
                if (inner is OperationCanceledException)
                {

                    // ...handle task cancellation...
                    return true;
                }
                else
                {
                    // this is an exception we don't know how
                    // to handle, so return false
                    return false;
                }
            });
        }
        // wait for input before exiting
        Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");
        Console.ReadLine();
    }