C# 异步编程基础（六）Continuation 继续/延续 、TaskCompletionSource、实现 Task.Delay
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开发工具：Visual Studio 2019
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C# 异步编程基础（六）Continuation 继续/延续 、TaskCompletionSource、实现 Task.Delay
C# 异步编程基础（十） 取消（cancellation）、进度报告、TAP（Task-Based Asynchronous Pattern）、Task组合器
Continuation 继续/延续
- 一个Continuation会对Task说：“当你结束的时候，继续再做点其它的事”
- Continuation通常是通过回调的方式实现的
当操作一结束，就开始执行
例子
static void Main(string[] args)
{
Task<int> primeNumberTask = Task.Run(() =>
Enumerable.Range(2, 3000000).Count(n =>
Enumerable.Range(2, (int)Math.Sqrt(n) - 1).All(i => n % i > 0)));
var awaiter = primeNumberTask.GetAwaiter();
//回调事件
awaiter.OnCompleted(() =>
{
int result = awaiter.GetResult();
Console.WriteLine(result);//Writes result
});
Console.ReadLine();
}
- 在task上调用GetAwaiter会返回一个awaiter对象
它的OnCompleted方法会告诉之前的task：“当你结束/发生故障的时候要执行委托”。 - 可以将Continuation附加到已经结束的task上面，此时Continuation将会被安排立即执行
awaiter
- 任何可以暴露下列两个方法和一个属性的对象就是awaiter：
OnCompleted
GetResult
一个叫做IsCompleted的bool属性 - 没有接口或者父类来统一这些成员
- 其中OnCompleted是INotifyCompletion的一部分
如果发生故障
- 如果之前的认为发生故障，那么当Continuation代码调用awaiter.GetResult()的时候，异常会被重新抛出
- 无需调用GetResult，我们可以直接访问task的Result属性
- 但调用GetResult的好处是，如果task发生故障，那么异常会被直接的抛出，而不是包裹在AggregateException里面，这样的话catch块就简洁很多了
非泛型task
- 针对非泛型的task，GetResult()方法有一个void返回值，它就是用来重新抛出异常
同步上下文
- 如果同步上下文中出现了，那么OnCompleted会自动捕获它，并将Continuation提交到这个上下文中。这一点在富客户端应用中非常有用，因为它会把Continuation放回到UI线程中
- 如果是编写一个库，则不希望出现上述行为，因为开销较大的UI线程切换应该在程序运行离开库的时候只发生一次，而不是出现在方法调用之间。所以，我们可以使用ConfigureAwait方法来避免这种行为
例子
static void Main(string[] args)
{
Task<int> primeNumberTask = Task.Run(() =>
Enumerable.Range(2, 3000000).Count(n =>
Enumerable.Range(2, (int)Math.Sqrt(n) - 1).All(i => n % i > 0)));
var awaiter = primeNumberTask.ConfigureAwait(false).GetAwaiter();
//回调事件
awaiter.OnCompleted(() =>
{
int result = awaiter.GetResult();
Console.WriteLine(result);//Writes result
});
Console.ReadLine();
}
- 如果没有同步上下文出现，或者你使用的是ConfigureAwait(false)，那么Continuation会运行在先前task的同一个线程上，从而避免不必要的开销
ContinueWith
- 另一种附加Continuation的方式就是调用task的ContinueWith方法
例子
static void Main(string[] args)
{
Task<int> primeNumberTask = Task.Run(() =>
Enumerable.Range(2, 3000000).Count(n =>
Enumerable.Range(2, (int)Math.Sqrt(n) - 1).All(i => n % i > 0)));
primeNumberTask.ContinueWith(task =>
{
int result = task.Result;
Console.WriteLine(result);//Writes result
});
Console.ReadLine();
}
- ContinueWith本身返回一个task，它可以用来附加更多的Continuation
- 但是必须直接处理AggregateException：
如果task发生故障，需要写额外的代码来把Continuation封装（marshal）到UI应用上
在非UI上下文中，若想让Continuation和task执行同一个线程上，必须指定TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously，否则它将弹回到线程池 - ContinueWith对于并行编程来说非常有用
TaskCompletionSource
- Task.Run创建Task
- 另一种方式就是用TaskCompletionSource来创建Task
- TaskCompletionSource让你在稍后开始和结束的任意操作中创建Task
它会为你提供一个可手动执行的“从属”Task
指示操作何时结束或发生故障 - 它对IO-Bound类工作比较理想
可以获得所有Task的好处（传播值、异常、Continuation等）
不需要在操作时阻塞线程
使用TaskCompletionSource
- 初始化一个实例即可
- 它有一个Task属性可以返回一个Task
- 该Task完全由TaskCompletionSource对象控制
- 调用任意一个方法都会给Task发信号：
完成、故障、取消 - 这些方法只能调用一次，如果再次调用：
SetXxx会抛出异常
TryXxx会返回false
例子
static void Main(string[] args)
{
var tcs=new TaskCompletionSource<int>();
new Thread(()=>
{
Thread.Sleep(5000);
tcs.SetResult(42);
})
{
IsBackground=true
}.Start();
Task<int> task=tcs.Task;
Console.WriteLine(task.Result);
}
例子
static void Main(string[] args)
{
//此处的Run()是底下我们实现的Run()
Task<int> task=Run(()=>
{
Thread.Sleep(5000);
return 42;
});
}
//调用此方法相当于调用Task.Factory.StartNew
//并使用TaskCreationOptions.LongRunning选项来创建非线程池的线程
static Task<TResult> Run<TResult>(Func<TResult> function)
{
var tcs=new TaskCompletionSource<TResult>();
new Thread(()=>
{
try
{
//function()的执行结果作为信号
tcs.SetResult(function());
}
catch(System.Exception e)
{
tcs.SetException(e);
}
}).Start();
return tcs.Task;
}
TaskCompletionSource的真正魔力
- 它创建Task，但并不占用线程
例子
static void Main(string[] args)
{
var awaiter=GetAnswerToLife().GetAwaiter();
awaiter.OnCompleted(()=>
{
Console.WriteLine(awaiter.GetResult());
});
//不会占用线程，所以不输出，需要阻塞
Console.ReadKey();
}
static Task<int> GetAnswerToLife()
{
var tcs=new TaskCompletionSource<int>();
//AutoReset
//如果 Timer 应在每次间隔结束时引发 Elapsed 事件，则为 true；如果它仅在间隔第一次结束后引发一次 Elapsed 事件，则为 false。 默认值为 true。
//如果调用 Start 方法时已经启用 Timer，则重置间隔。 如果 AutoReset 为 false，则必须调用 Start 方法才能再次开始计数。
var timer=new System.Timers.Timer(5000){AutoReset=false};
//时间到达指定间隔就会触发Elapsed事件
timer.Elapsed+=delegate{timer.Dispose();tcs.SetResult(42);};
timer.Start();
return tcs.Task;
}
例子
static void Main(string[] args)
{
Delay(5000).GetAwaiter().OnCompleted(()=>Console.WriteLine(42));
//5秒钟之后，Continuation开始的时候，才占用线程，所以无输出
}
//注意：没有非泛型版本的TaskCompletionSource
static Task Delay(int milliseconds)
{
var tcs=new TaskCompletionSource<object>();
var timer=new System.Timers.Timer(milliseconds){AutoReset=false};
timer.Elapsed+=delegate{timer.Dispose();tcs.SetResult(null);};
timer.Start();
return tcs.Task;
}
实现 Task.Delay
例子
static void Main(string[] args)
{
Delay(5000).GetAwaiter().OnCompleted(()=>Console.WriteLine(42));
//5秒钟之后，Continuation开始的时候，才占用线程
//Delay()
//在完成返回的任务前要等待的毫秒数；如果无限期等待，则为 -1。
Task.Delay(5000).GetAwaiter().OnCompleted(()=>Console.WriteLine(42));
Task.Delay(5000).ContinueWith(ant=>Console.WriteLine(42));
//Task.Delay相当于异步版本的Thread.Sleep
}
//注意：没有非泛型版本的TaskCompletionSource
static Task Delay(int milliseconds)
{
var tcs=new TaskCompletionSource<object>();
var timer=new System.Timers.Timer(milliseconds){AutoReset=false};
timer.Elapsed+=delegate{timer.Dispose();tcs.SetResult(null);};
timer.Start();
return tcs.Task;
}
