C#基础提升系列——C#任务和并行编程
C#任务和并行编程
我们在处理有些需要等待的操作时，例如，文件读取、数据库或网络访问等，这些都需要一定的时间，我们可以使用多线程，不需要让用户一直等待这些任务的完成，就可以同时执行其他的一些操作。即使是处理密集型的任务，线程也能起到帮助作用， 一个进程的多个线程可以同时运行在不同的CPU上，或多核CPU的不同内核上。
在.NET 4.0之后，提供了线程的一个抽象机制：任务。任务允许建立任务之间的关系（例如，一个任务完成之后可以继续下一个任务），也可以建立一个层级结构，其中包含多个任务。
可以是使用Task或Parallel类实现并行活动。
- 数据并行：在不同的任务之间同时处理一些数据。
- 任务并行：同时执行不同的功能。
在创建并行程序时，如果需要管理任务之间的关系，或定义返回任务的方法，就要使用Task类；如果需要更多的控制并行性，如设置优先级，就需要使用Thread类；除此之外就可以使用Parallel类，它提供了非常简单的并行性。
Parallel类
Parallel类是对线程的一个很好的抽象。该类提供了数据和任务并行性。如果能用Parallel类解决的话，优先使用Parallel类进行处理。
Parallel类定义了并行的for和foreach的静态方法，分别为Parallel.For()和Parallel.ForEach()，它们在每次迭代中调用相同的代码，对于C#的for和foreach语句而言，循环从一个线程中运行。Parallel类使用多个任务，因此使用多个线程来完成这个作业。
Parallel类还有一个静态方法Parallel.Invoke()，它允许同时调用不同的方法，用于任务并行性，而Parallel.ForEach()用于数据并行性。
Parallel.For()
Parallel.For()方法类似于C#的for循环语句，也是多次执行一个任务（代码块），使用Parallel.For()方法，可以并行运行迭代。
首先，定义一个方法，用来记录当前任务和线程的标识符。
public static void log(string prefix)
{
Console.WriteLine($"{prefix} \t任务ID: {Task.CurrentId}\t线程ID: {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
}Parallel.For()方法有许多的重载版本，最简单的定义如下：
public static ParallelLoopResult For(int fromInclusive, int toExclusive, Action<int> body)该方法的前两个参数定义了循环的开头和结束。第3个参数是一个Action<int>委托，整数参数是循环的迭代索引。使用示例如下：
public static void ParallelFor()
{
ParallelLoopResult result = Parallel.For(0, 10,
i =>
{
log("开始：" + i);
//这行代码为了创建更多的线程，可以调大时间
Task.Delay(1000).Wait();
log("结束：" + i);
});
Console.WriteLine("循环是否结束:" + result.IsCompleted);
}Parallel.For()方法的返回类型是ParallelLoopResult结构，它提供了循环是否结束的信息。上述示例中的Task.Delay(1000).Wait()是为了延长遍历的代码块执行时间，以便创建更多的线程。
上述执行的结果如下：
开始：6 任务ID: 2 线程ID: 4
开始：4 任务ID: 1 线程ID: 5
开始：2 任务ID: 4 线程ID: 3
开始：8 任务ID: 5 线程ID: 6
开始：0 任务ID: 3 线程ID: 1
结束：0 任务ID: 3 线程ID: 1
开始：3 任务ID: 3 线程ID: 1
结束：4 任务ID: 1 线程ID: 5
开始：5 任务ID: 12 线程ID: 5
开始：1 任务ID: 11 线程ID: 8
结束：6 任务ID: 2 线程ID: 4
开始：7 任务ID: 13 线程ID: 4
结束：8 任务ID: 5 线程ID: 6
开始：9 任务ID: 14 线程ID: 6
结束：2 任务ID: 4 线程ID: 3
结束：5 任务ID: 12 线程ID: 5
结束：9