.NET 4 并行（多核）编程系列之四 Task的休眠

转载：http://www.cnblogs.com/yanyangtian/archive/2010/05/27/1744892.html

　　1. Task的休眠

　　有时候，我们常常希望一个Task在等待一段时间之后再运行，也就有点类似之前多线程编程中的Sleep。我们可以设置一个Task休眠多长时间，当这个时间过了，Task就自动的唤醒接着运行。

　　下面就讲讲休眠的方法：

 

　　a.       使用CancellationToken的Wait Handle：

　　a)         在.NET 4并行编程中，让一个Task休眠的最好的方式就是使用CancellationToken的等待操作(Wait Handle)。而且操作起来也很简单：首先创建一个CancellationTokenSource的实例，然后通过这个实例的Token属性得到一个CancellationToken的实例，然后在用CancellationToken的WaitHandle属性，然后调用这个这个属性的WaitOne()方法。其实在之前讲述”Task的取消”一文中就已经使用过。

 

　　b)         WaitOne()方法有很多的重载方法来提供更多的功能，例如可以传入一个int的整数，表明要休眠多长的时间，单位是微秒，也可以传入一个TimeSpan的值。如果调用了CancellationToken的Cancel()方法，那么休眠就立刻结束。就是因为这个原因，我们之前的文章讲过，WaitOne()可以作为检测Task是否被取消的一个方案

下面来看一段示例代码：

 static void Main(string[] args)
        {
            // create the cancellation token source
            CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();

            // create the cancellation token
            CancellationToken token = tokenSource.Token;

            // create the first task, which we will let run fully
            Task task1 = new Task(() =>
            {
                for (int i = 0; i < Int32.MaxValue; i++)
                {
                    // put the task to sleep for 10 seconds
                    bool cancelled = token.WaitHandle.WaitOne(10000);
                    // print out a message
                    Console.WriteLine("Task 1 - Int value {0}. Cancelled? {1}",
                    i, cancelled);
                    // check to see if we have been cancelled
                    if (cancelled)
                    {
                        throw new OperationCanceledException(token);
                    }
                }
            }, token);
            // start task
            task1.Start();

            // wait for input before exiting
            Console.WriteLine("Press enter to cancel token.");
            Console.ReadLine();

            // cancel the token
            tokenSource.Cancel();

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

 

在上面的代码中，task在休眠了10秒钟之后就打印出一条信息。在例子中，在我们敲一下键盘之后，CancellationToken就会被Cancel，此时休眠就停止了，task重新唤醒，只不过是这个task将会被cancel掉。

 

　　有一点要注意：WaitOne()方法只有在设定的时间间隔到了，或者Cancel方法被调用，此时task才会被唤醒。如果如果cancel()方法被调用而导致task被唤醒，那么CancellationToken.WaitHandle.WaitOne()方法就会返回true，如果是因为设定的时间到了而导致task唤醒，那么CancellationToken.WaitHandle.WaitOne()方法返回false。

 

　　b.       task休眠的第二种方法：使用传统的Sleep。

　　我们现在已经知道了：其实TPL(并行编程)的底层还是基于.NET的线程机制的。所以还是可以用传统的线程技术来使得一个task休眠：调用静态方法—Thread.Sleep(),并且可以传入一个int类型的参数，表示要休眠多长时间。

 

static void Main(string[] args)
        {
            // create the cancellation token source
            CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();

            // create the cancellation token
            CancellationToken token = tokenSource.Token;

            // create the first task, which we will let run fully
            Task task1 = new Task(() =>
            {
                for (int i = 0; i < Int32.MaxValue; i++)
                {
                    // put the task to sleep for 10 seconds
                    Thread.Sleep(10000);

                    // print out a message
                    Console.WriteLine("Task 1 - Int value {0}", i);
                    // check for task cancellation
                    token.ThrowIfCancellationRequested();
                }
            }, token);
            // start task
            task1.Start();

            // wait for input before exiting
            Console.WriteLine("Press enter to cancel token.");
            Console.ReadLine();

            // cancel the token
            tokenSource.Cancel();

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

 

　这种方法和之前第一种方法最大的区别就是：使用Thread.Sleep()之后，然后再调用token的cancel方法，task不会立即就被cancel，这主要是因为Thread.Sleep()将会一直阻塞线程，直到达到了设定的时间，这之后，再去check task时候被cancel了。举个例子，假设再task方法体内调用Thread.Sleep(100000)方法来休眠task，然后再后面的代码中调用token.Cancel()方法，此时处于并行编程内部机制不会去检测task是否已经发出了cancel请求，而是一直休眠，直到时间超过了100000微秒。如果采用的是之前的第一种休眠方法，那么不管WaitOne（）中设置了多长的时间，只要token.Cancel()被调用，那么task就像内部的Scheduler发出了cancel的请求，而且task会被cancel。

 

　　c.       第三种休眠方法：自旋等待.

　　这种方法也是值得推荐的。之前的两种方法，当他们使得task休眠的时候，这些task已经从Scheduler的管理中退出来了，不被再内部的Scheduler管理(Scheduler，这里只是简单的提下，因为后面的文章会详细讲述，这里只要知道Scheduler是负责管理线程的)，因为休眠的task已经不被Scheduler管理了，所以Scheduler必须做一些工作去决定下一步是哪个线程要运行，并且启动它。为了避免Scheduler做那些工作，我们可以采用自旋等待：此时这个休眠的task所对应的线程不会从Scheduler中退出，这个task会把自己和CPU的轮转关联起来，我们还是用代码示例讲解吧。

 static void Main(string[] args)
        {
            // create the cancellation token source
            CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();

            // create the cancellation token
            CancellationToken token = tokenSource.Token;

            // create the first task, which we will let run fully
            Task task1 = new Task(() =>
            {
                for (int i = 0; i < Int32.MaxValue; i++)
                {
                    // put the task to sleep for 10 seconds
                    Thread.SpinWait(10000);
                    // print out a message
                    Console.WriteLine("Task 1 - Int value {0}", i);
                    // check for task cancellation
                    token.ThrowIfCancellationRequested();
                }
            }, token);

            // start task
            task1.Start();

            // wait for input before exiting
            Console.WriteLine("Press enter to cancel token.");

            Console.ReadLine();
            // cancel the token
            tokenSource.Cancel();

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

代码中我们在Thread.SpinWait()方法中传入一个整数，这个整数就表示CPU时间片轮转的次数，至于要等待多长的时间，这个就和计算机有关了，不同的计算机，CPU的轮转时间不一样。自旋等待的方法常常于获得同步锁，后续会讲解。使用自旋等待会一直占用CPU，而且也会消耗CPU的资源，更大的问题就是这个方法会影响Scheduler的运作。