.NET异步编程之------Task
一.FrameWork 4.0之前的线程世界
在.NET FrameWork 4.0之前，如果我们使用线程。一般有以下几种方式：
1.使用System.Threading.Thread 类，调用实例方法Start()开启一个新线程，调用Abort()方法来提前终止线程。
2.使用System.Threading.ThreadPool类，调用静态方法QueueUserWorkItem()，将方法放入线程池队列，线程池来控制调用。
3.使用BeginInvoke,EndInvoke,BeginRead,EnRead,BeginWrite,EndWrite等一系列的异步方法。
4.使用System.ComponentModel.BackgroundWorker控件，调用实例方法RunWorkerAsync()，开启一个新线程。
二.创建一个新线程时会产出哪些开销
1.线程内核对象，包含一组对线程进行描述的属性。
2.线程环境块，包含线程异常处理的链首，线程进入的每个try{}块会在链首插入一个节点，从try{}块推出时，会在链首删除该节点。
3.用户模式栈，用来存储传给方法的局部变量和实参，它还包含一个地址，指出当前方法返回知，该从什么地方继续执行。
4.内核模式栈，应用程序代码向操作系统中的一个内核模式的函数传递实参时，会使用内核模式栈。
5.DLL线程附加和线程分离通知，线程开启或者终止时，会调用进程中加载的所有DLL的DLLMain方法。
三.线程池
由于创建一个新的线程是一个昂贵的操作，所以有了线程池来维护了一个线程队列，例如常见的数据库连接池，IIS连接池等。线程池在FrameWork 4.0之前，我们可以使用ThreadPool.QueueUserWorkItem()将一个符合WaitHandle委托类型的方法加入到线程池队列中。
代码如下：
1 static void Main(string[] args)
2 {
3 Console.WriteLine("Main");
4 ThreadPool.QueueUserWorkItem((o) =>
5 {
6 Console.WriteLine(DateTime.Now);
7 });
8 Thread.Sleep(1000);
9 Console.WriteLine("Main Next...");
10 Console.Read();
11 }
为了验证线程池内的方法确实是异步的，我们在Main方法中让主线程停止1秒。测试结果确实是线程池内的方法和Main方法是异步执行的。
四.取消操作
FrameWork提供了一个取消操作的模式，这就意味着我们可以取消正在执行的操作，对于耗时的操作来说，是非常好的用户体验。为了取消一个操作，要创建一个System.Threading.CancellationTokenSource类的实例。（MSDN入口http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/vstudio/system.threading.cancellationtokensource.aspx
)。这个对象包含了管理和取消的所有状态，Token属性可以获取CancellationToken的实例，可以根据IsCancellationRequested属性来判断是否需要取消操作。同时，可以通Register方法注册一个在取消时调用的委托。
代码如下:
1 static void Main(string[] args)
2 {
3 CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
4 cts.Token.Register(() => Console.WriteLine("Register"));
5 Console.WriteLine("Main");
6 ThreadPool.QueueUserWorkItem((o) =>
7 {
8 CancellationToken ct = (CancellationToken)o;
9
10 for (int i = 0; i < 100; i++)
11 {
12 //是否需要取消操作
13 if (ct.IsCancellationRequested)
14 {
15 break;
16 }
17 Console.WriteLine(DateTime.Now);
18 Thread.Sleep(100);
19 }
20
21
22 }, cts.Token);
23 Thread.Sleep(1000);
24 //取消
25 cts.Cancel();
26 Console.WriteLine("Main Next...");
27 Console.Read();
28 }
可以看到在Main方法中创建了CancellationTokenSource的实例，同时注册了一个在取消时调用的委托，并且把这个实例传给了线程池方法。在线程池方法的循环内判断是否需要取消任务，最后在Main方法内调用cts.Cancel()取消了操作。
五.Task(任务)
1.创建任务
调用ThreadPool.QueueUserWorkItem()方法来处理异步的操作是非常简单的。但是这个是有很多限制的。比如，我们不知道线程池什么时候开始执行方法，什么时候方法执行结束，而且也没有方法的返回值。所以在FrameWork 4.0里，引入了Task的概念。我们可以在 System.Threading.Tasks命名空间下找到它们(MSDN入口http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/vstudio/system.threading.tasks.task.aspx)，可以用Task做同样的异步操作。
代码如下:
static void Main(string[] args) {
Console.WriteLine("Main");
Task<int> task = new Task<int>(() =>
{
int sum = 0;
for (int i = 0; i <= 1000; i++)
{
Thread.Sleep(10);
sum += i;
}
return sum;
});
task.Start();
Console.WriteLine(task.Result);//获取任务的执行结果
Console.Read();
}
要注意的是调用task.Result获取返回值，或者是task.Wait()等待任务执行完成，主线程将会被阻塞。要等到Task执行完成才会继续执行。同时，如果Task内部抛出了一个未处理的异常，这个异常会在调用Result或者Wait()是时候会抛出System.AggregateException。
2.一个任务完成后自动执行一个新任务
由于调用task.Result或者task.Wait()时会阻塞，所以Task提供了一个ContinueWith()方法，有很多重载。这个方法可以在一个任务完成时，启动一个新任务，并不阻塞主线程。
代码如下：
1 static void Main(string[] args)
2 {
3 Console.WriteLine("Main");
4 Task<int> task = new Task<int>(() =>
5 {
6 int sum = 0;
7 for (int i = 0; i <= 1000; i++)
8 {
9 Thread.Sleep(10);
10 sum += i;
11 }
12
13 return sum;
14 });
15 task.Start();
16 task.ContinueWith((t) => Console.WriteLine(t.Result));//获取任务的执行结果
17 Console.WriteLine("Main Next");
18 Console.Read();
19 }
要注意的是，执行到ContinueWith的时候，可能第一个求和的任务已经完成了。不过这不影响结果，ContinueWith方法会立即启动第二个任务。
3.任务的状态
Task内部有Status的只读属性，这个的属性是TaskStatus类型的枚举。在Task对象的生存期间，可以通过Status获取任务的的当前状态。这个枚举的状态的定义如下：
1 public enum TaskStatus
2 {
3 Created = 0, //该任务已初始化，但尚未被计划
4
5 WaitingForActivation = 1, //该任务正在等待 .NET Framework 基础结构在内部将其激活并进行计划。
6
7 WaitingToRun = 2, //该任务已被计划执行，但尚未开始执行。
8
9 Running = 3, //该任务正在运行，但尚未完成。
10
11 WaitingForChildrenToComplete = 4,//该任务已完成执行，正在隐式等待附加的子任务完成。
12
13 RanToCompletion = 5, //已成功完成执行的任务。
14
15 Canceled = 6, //该任务已通过对其自身的 CancellationToken 引发 OperationCanceledException 对取消进行了确认，
16 // 此时该标记处于已发送信号状态；或者在该任务开始执行之前，已向该任务的CancellationToken 发出了信号。
17
18 Faulted = 7, // 由于未处理异常的原因而完成的任务。
19 }
在创建一个Task对象时，状态是Created。当调用Start()方法，任务启动时，状态变成了WaitingToRun（），任务真正开始执行时，状态变成了Running，任务结束时，对应的三种不同的状态：成功、被取消、执行中出现未处理异常，分别对应：RanToCompletion、Canceled、Faulted。
