使用 Task、Continuation 和 Future 来代替 ThreadPool

阅读数:1857 2009 年 2 月 5 日

话题:.NET语言 & 开发架构

.NET 4.0 中提供一个新版的线程池(thread pool)。除了性能改善和新的负载均衡功能之外,新的线程池还允许您使用 Task。一个 Task 是一个轻量的工作单元,类似您使用 ThreadPool.QueueUserWorkItem 方法创建的工作项。但是和匿名的工作项不同,Task 对象提供了强大的 API。您可以捕获 Task.StartNew 方法返回的对象,以此来使用这些 API。这个方法和 Thread 类似,接受一个定义了工作内容的委托对象或匿名方法。

与线程对象的完整功能类似,Task 对象释放出一些方法,可以让线程等待任务完成。这些方法是 Wait,WaitAny 和 WaitAll,后两个方法可以接受一系列的任务。您可以选择无限期的等待,或在一段时间之后超时。

等待期间,调用 Wait 方法的线程会被阻塞。如果阻塞并不符合您的要求,您可以使用 Continuation。这里所说的 Continuation 是指安排在一个或多个任务完毕之后执行的操作。您可以提供一个委托,并使用 ContinueWith,ContinueWithAll 或 ContinueWithAny 三个方法来创建这种后置的任务。您可以多次调用这些方法以创建一系列的操作。

Cancellation 是.NET 目前无法良好支持的一个方面。现在没有很好的办法从线程池中删除不需要的任务,而且线程的取消是一件非常危险的事情。在.NET 4.0 中,任务的取消成为了核心功能。如果一个任务还没有开始就被取消,那么它会立即从队列中移除。如果这个任务已经开始了,那么还需要一个操作来配合进行。实际执行任务的委托需要定期检查 IsCancellationRequested 属性,并给出有效的答复。

任务还有另一个以前的.NET 所没有的功能,它支持“父子”关系。这允许一个复杂的任务被分割为几个小部分,但是还是被视为单个逻辑操作。这点为任务取消等操作提供了巨大的便利。当一个父任务被取消时,您可以选择让所有的子任务同时被取消。

Future 是一个异步执行某个方法的任务。在需要得到方法的结果时,Future 对象会检查这个方法是否完成了。方法执行完毕后这个结果会被返回,至于没有执行完毕的情况下就要根据实现来决定了。

例如,读取 Future 对象的 Value 属性会导致线程被阻塞至方法执行完毕。与其他任务相似,您也可以访问 IsCompleted 属性,或者调用 Wait,ContinueWith 和 Cancel 方法。这些新功能使.NET 中的 Future 对象比书本上描述的更加强大,甚至已经不仅仅是一个原来设想的 Future 对象了。正是因为如此,.NET 4.0 的 Future 已经被重新命名为 Task<T>,其中 T 为返回值的类型。

值得一提的是,.NET 中的 Task 并不强制为线程安全的操作。这里没有做过任何保护,例如在一个计算导数的 Future 对象中也可以改变全局变量。这意味着普通锁和对象拥有规则依旧是生效的。不过您可以尽可能地避免这种状况,只需独占地使用不可变对象即可。

查看英文原文:Replacing the ThreadPool with Tasks, Continuations, and Futures