前言：
我們之前介紹了兩種構建多線程軟件的編程技術（使用異步委托或通過System.Threading的成員）。這兩個可以在任何版本的.NET平台工作。
從.NET4.0開始，微軟引入了一種全新的多線程應用程序開發方法，即使用TPL並行編程庫。使用System.Threading.Tasks中的類型，可以構建可擴展的並行代碼，而不必直接與線程和線程池打交道。我們使用TPL的時候也可以使用System,Thrading。這兩種線程工具可以非常自然地一起工作。
總體而言，System.Threading.Tasks中的類型被稱為任務並行庫（Task Parallel Library,TPL）。
此命名空間中的一些類。
Parallel類的作用
TPL中一個十分重要的類時 System.Threading.Tasks.Parallel ，它提供了大量方法，能夠以並行的方式迭代數據集合（實現了IEnumerable<T>的對象）。在SDK文檔中查看Parallel類，你會發現該類支持兩個主要的靜態方法——Parallel.For()和Parallel.FoeEach(),每個方法都有很大的重載版本。
並行解釋：我們知道foreach里面循環一次，然后再循環，再循環，那並行說的是盡可能把這些分開的一次次循環放在一起執行。加快了速度。
方法中的參數有兩個可能需要了解一下，等具體在用到的時候在解釋。
出了for,foreach方法外:
這些方法可以用來編寫並行執行的碼體。這些語句的邏輯與普通循環（使用for或foreach關鍵字）中的邏輯完全相同。好處是，Parallel類將從線程池中為我們提取線程(和管理並發)。這個方法里面還需要使用System.Func<T>和System.Action<T>委托（到時候會專門介紹委托的時候在仔細介紹）來指定要調用的處理數據方法。
Func<T>委托：表示一個擁有給定返回值和不同數量參數的方法。
Action<t>委托：表示指向有幾個參數的方法，但返回 void.
我們在使用For()，ForEach()方法時可以傳遞強類型的Func<T>或Action<T>委托對象，你也可以使用恰當的C#匿名方法或Lambda表達式來簡化編程。
使用Parallel類的數據並行
使用TPL的第一種方式是執行數據並行。使用For,ForEach方法以並行方式對數組或集合中的數據進行迭代。
列子：我們把一個文件夾中的圖片，進行翻轉，然后保存在別的文件夾中
普通的寫法：
private void ProcessFiles() { string[] files = Directory.GetFiles(@"C:\Users\Seali\Pictures\小牛電動", "*.*", SearchOption.AllDirectories); string newDir = @"C:\ModefiedPictures"; Directory.CreateDirectory(newDir); foreach (string item in files) { string filename = Path.GetFileName(item); using (Bitmap bitma = new Bitmap(item)) { bitma.RotateFlip(RotateFlipType.Rotate180FlipNone);//反轉180度 bitma.Save(Path.Combine(newDir, filename)); //保存 this.Invoke((Action)delegate { textBox1.Text = string.Format("Processing {0} on thread {1}", filename, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); }); } }
private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { System.Diagnostics.Stopwatch sw = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew(); //用來計算運行時間 ProcessFiles(); double aa=sw.ElapsedMilliseconds / 1000.0; MessageBox.Show(aa+"s"); //計算我們完成這個方法用了多長時間
}
當我們執行此方法的時候，開始就一直卡這，結束了我們只能看到文本框上顯示最后一次的名字，因為我們的線程阻塞了。因為我們在等待這個過程，所有卡頓。
換成我們的Parallel類的方法試一下
string[] files = Directory.GetFiles(@"C:\Users\Seali\Pictures\小牛電動", "*.*", SearchOption.AllDirectories); string newDir = @"C:\ModefiedPictures"; Directory.CreateDirectory(newDir); Parallel.ForEach(files, item => //對於集合處理很容易 { string filename = Path.GetFileName(item); using (Bitmap bitma = new Bitmap(item)) { bitma.RotateFlip(RotateFlipType.Rotate180FlipNone); bitma.Save(Path.Combine(newDir, filename)); this.Invoke((Action)delegate //在form對象上調用，允許次線程以線程安全的方式訪問控件 { textBox1.Text = string.Format("Processing {0} on thread {1}", filename, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); })； } });
雖然速度上快了一些，但依然阻塞了。有沒有辦法讓我們的線程不再阻塞，當然是有的，介紹我們的第二個類。
Task
定義：表示一個異步操作。可以作為異步委托的簡單替代品。
部分構造函數：
部分屬性：
|
本文由機器翻譯。若要查看英語原文，請勾選“英語”復選框。 也可將鼠標指針移到文本上，在彈出窗口中顯示英語原文。
|
翻譯
英語
|
TaskFactory 類
提供對創建和計划 Task 對象的支持。
部分方法：（此方法有很多的重載）
傳入的委托，指向以異步方式進行調用的方法。居然是異步執行了，我們的主線程不再卡頓了，每循環一次文本框都會變一次了。
跟新我們的代碼：
//創建一個新的任務來處理文件 Task.Factory.StartNew(() => { System.Diagnostics.Stopwatch sw = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew(); //用來計算運行時間 ProcessFiles(); double aa = sw.ElapsedMilliseconds / 1000.0; MessageBox.Show(aa + "s"); });
我們也可以取消請求。
Parallel.For()和Pallel.ForEach()方法都支持取消標記，我們調用方法時，傳入一個ParallelOption對象，它包含一個CancekkationTokenSource對象。
ParallelOptions 類
存儲配置的方法的操作的選項 Parallel 類。
屬性：
CancellationToken 結構
傳播有關應取消操作的通知。
除此之外我們還需要了解
CancellationTokenSource 類
向應該被取消的 CancellationToken 發送信號。
所有，我們新加一個取消按鈕。完整代碼如下
private CancellationTokenSource cancelToken = new CancellationTokenSource(); public Form1() { InitializeComponent(); } private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { //創建一個新的任務來處理文件 Task.Factory.StartNew(() => { System.Diagnostics.Stopwatch sw = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew(); //用來計算運行時間 ProcessFiles(); double aa = sw.ElapsedMilliseconds / 1000.0; MessageBox.Show(aa + "s"); }); } private void ProcessFiles() { //設置參數 ParallelOptions parOpts = new ParallelOptions(); parOpts.CancellationToken = cancelToken.Token; parOpts.MaxDegreeOfParallelism = System.Environment.ProcessorCount; string[] files = Directory.GetFiles(@"C:\Users\Seali\Pictures\小牛電動", "*.*", SearchOption.AllDirectories); string newDir = @"C:\ModefiedPictures"; Directory.CreateDirectory(newDir); try { Parallel.ForEach(files, item => { parOpts.CancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();//拋異常 string filename = Path.GetFileName(item); using (Bitmap bitma = new Bitmap(item)) { bitma.RotateFlip(RotateFlipType.Rotate180FlipNone); bitma.Save(Path.Combine(newDir, filename)); this.Invoke((Action)delegate //在form對象上調用，允許次線程以線程安全的方式訪問控件 { textBox1.Text = string.Format("Processing {0} on thread {1}", filename, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); }); } }); } catch (OperationCanceledException ex) { this.Invoke((Action)delegate //在form對象上調用，允許次線程以線程安全的方式訪問控件 { textBox1.Text = ex.Message; }); } } private void button2_Click(object sender, EventArgs e) { //停止所有的工作者線程 cancelToken.Cancel(); }
以上介紹的是數據並行處理。
使用注意：如果進行數據並行處理，循環的時候是字符串的追加，很小的機會會報錯，這個需要注意下
例如： 我把循環換成了這個，發現有時候頁面上顯示有問題，上一次還沒寫完，下一次就已經開始了，然后拼接字符串就出現了問題，如果前一次跟下一次做的操作沒什么聯系用這個就很好
//Parallel.ForEach(dt.AsEnumerable().AsParallel(), //item => //{ // sb.Append("<section class=\"list\" ><span class=\"wenbe hundred\">"); // sb.AppendFormat("<p><u>編號：</u><em>{0}</em></p>", item["ContractNumber"]); // sb.AppendFormat("<p><u>合同名稱：</u><em>{0}</em></p>", item["ContractName"]); // sb.AppendFormat("<p><u>簽約單位/個人：</u><em>{0}</em></p>", item["ContractUnit"]); // sb.AppendFormat("<p><u>簽約時間：</u><em>{0}</em></p>", Convert.ToDateTime(item["ContractTime"]).ToString("yyyy年MM月dd日 HH:mm:ss")); // sb.AppendFormat("<p><u>合同類型：</u><em>{0}</em></p>", item["ContractTypeName"]); // sb.AppendFormat("<p><u>責任社工：</u><em>{0}</em></p>", item["UserName"]); // sb.Append("</span>"); // sb.Append("<section class=\"button\">"); // if (audit) // { // sb.AppendFormat("<a href=\"javascript:showDiv('{0}');\">審核</a>", item["ID"]); // } // sb.Append("</section></section>"); //});
小提示：如何對DataTable里面的行並行處理。
按照我們的理解，我們把一個參數給個可迭代的類型，第二個參數給個委托，
這樣寫視乎沒毛病，第一個參數是個集合，然而顯示錯誤，如果你基礎好的話你應該知道，可以迭代的集合需要實現IEnumerable接口或聲明GetEnumerator方法的類型，
我們dt.Rows返回的僅僅只是個集合類型，並沒實現這兩個條件中的一個。
有一個非常簡單的方法可以知道你的集合適不適用與迭代，把你的集合打點 看下有沒有 AsEnumerable() 此方法，有的話就可以。
把集合換成這個就可以了
dt.AsEnumerable()
更多轉換問題就可以參數LinQ語法
使用並行類的任務並行
TPL還可以使用Parallel.Invoke()方法輕松觸發多個異步任務.
列子：
點擊下載按鈕，從別的網站下載類容，然后在進行查詢
string theBook; private void btnDownload_Click(object sender, EventArgs e) { //從別的網站下載數據，並把獲取的數據賦值給文本框 WebClient wc = new WebClient(); //這是System.Net里面的類 //這個完成事件自己聲明 //wc.DownloadStringCompleted += wc_DownloadStringCompleted; //利用委托來完成事件 效果一樣 wc.DownloadStringCompleted += (s, eArg) => { theBook = eArg.Result; //得到下載的數據 txtBook.Text = theBook; }; wc.DownloadStringAsync(new Uri("http://www.gutenberg.org/files/98/98-8.txt")); //下載數據 不會阻止線程 } void wc_DownloadStringCompleted(object sender, DownloadStringCompletedEventArgs e) { theBook = e.Result; txtBook.Text = theBook; }
然后我們找出最長的單詞和出現次數最多的10個單詞
private void btnGetStatus_Click(object sender, EventArgs e) { //重電子書中獲取單詞 string[] words = theBook.Split(new char[] { ' ', '\u000A', ',', '.', ';', '-', '?', '/' }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries); //找到最常用的個單詞 string[] tenMostCommon = null; //= FindTenMostCommon(words); //獲取最長的單詞 string longesWord = null;// = FindLongesWord(words); tenMostCommon = FindTenMostCommon(words); longesWord = FindLongesWord(words); StringBuilder sb = new StringBuilder("最常見的單詞有：\n"); foreach (string item in tenMostCommon) { sb.AppendLine(item); } sb.AppendFormat("最長的單詞是：{0}", longesWord); sb.AppendLine(); MessageBox.Show(sb.ToString(), "Book info"); } //查找出現次數前十單詞 private string[] FindTenMostCommon(string[] words) { var freQuencyOrder = from word in words where word.Length > 6 group word by word into g orderby g.Count() descending select g.Key; string[] commonWords = (freQuencyOrder.Take(10)).ToArray(); return commonWords; } //查找最長的單詞 private string FindLongesWord(string[] words) { return (from word in words orderby word.Length descending select word).FirstOrDefault(); }
可以修改我買的方法，讓應用程序使用所有計算機中可用的CUP，加快速度
//盡可能的同時執行這兩個方法 Parallel.Invoke(() => { tenMostCommon = FindTenMostCommon(words); }, () => { longesWord = FindLongesWord(words); });
並行LINQ查詢（PLINQ）
在System.Linq中的 ParallelEnumerable類提供了一擴展方法
定義：提供一組用於查詢實現 ParallelQuery{TSource} 的對象的方法。 此命令的並行等效 Enumerable
它的擴展方法太多了，這里只寫幾個
例子：
private void btnExecute_Click(object sender, EventArgs e) { Task.Factory.StartNew(() => //防止線程阻塞 { ProcessInfoData(); }); } private void ProcessInfoData() { int[] soure = Enumerable.Range(1, 10000000).ToArray();//生成一個很大的數組 int[] modThreeIsZero = null; modThreeIsZero = (from num in soure where num % 3 == 0 orderby num descending select num).ToArray<int>(); MessageBox.Show(string.Format("found {0} numbers that query", modThreeIsZero.Count()));
}
使用PLINQ查詢
改動一下代碼，如果可以使用TPL並行的執行該查詢，調用AsParallel()
modThreeIsZero = (from num in soure.AsParallel() where num % 3 == 0 orderby num descending select num).ToArray<int>();
取消PLINQ查詢，跟上面的類似，把狀態傳過來就可以了，看一下完整版
private CancellationTokenSource cancelToken = new CancellationTokenSource(); private void btnExecute_Click(object sender, EventArgs e) { Task.Factory.StartNew(() => //防止線程阻塞 { ProcessInfoData(); }); } private void ProcessInfoData() { int[] soure = Enumerable.Range(1, 10000000).ToArray();//生成一個很大的數組 int[] modThreeIsZero = null; try { modThreeIsZero = (from num in soure.AsParallel() where num % 3 == 0 orderby num descending select num).ToArray<int>(); MessageBox.Show(string.Format("found {0} numbers that query", modThreeIsZero.Count())); } catch (OperationCanceledException ex) { this.Invoke((Action)delegate { this.Text = ex.Message; }); } } private void btnCancel_Click(object sender, EventArgs e) { cancelToken.Cancel(); }
.NET 4.5 下的異步調用
注意啦，使用這個，你的版本需要到達4.5哦。
此版本新增了兩個關鍵字，來簡化了編寫異步代碼的過程。async和await關鍵字。
C#async和await關鍵字初深
C#async關鍵字用來指定某個方法、Lambda表達式或匿名方法自動以一部的方式來調用。在調用async方法時，await關鍵字自動暫停但前線程中任何其他活動，直到任務完成，離開調用線程。
例如：
private void btnCallMethod_Click(object sender, EventArgs e) { txtInput.Text = DoWorkAsync(); } private string DoWorkAsync() { Thread.Sleep(10000); return "Down with work!"; }
當我點擊按鈕的時候，需要等待10秒鍾，文本框才能接受到類容，線程也阻塞了。用上面的方法實現起來需要寫很多。但在.NET4.5下，我們可以這么寫
在寫之前，你要了解：
T代表返回的類型。
//async關鍵字修飾此方法 private async void btnCallMethod_Click(object sender, EventArgs e) { txtInput.Text = await DoWorkAsync(); //使用await接受類容 記住一點就可以了 async修飾了方法，里面一定要用await修飾Task.Run() } private Task<string> DoWorkAsync() { //異步執行 var d= Task.Run(() => { Thread.Sleep(10000); return "Down with work!"; }); //先談框 MessageBox.Show(d.GetType().ToString()); return d; }
此方法作為非阻塞調用。在被調用的方法名前面使用了await關鍵字。這很重要：如果async關鍵字修飾某個方法，但內部沒有一個方法await方法調用，任會構建一個阻塞。
DoWork()的實現直接返回Task<T>對象，它是Task.Run()的返回值。 Task.Run( retun T:) Task,T>
異步方法的命名預定
任何返回Task的方法都用“Async”作為后綴。
返回void的異步方法
private async Task MethodAsync() { await Task.Run(() => { Thread.Sleep(4000); }); }
單個async方法中可以擁有多個await上下文
private async void button2_Click(object sender, EventArgs e) { await Task.Run(() => { Thread.Sleep(2000); }); MessageBox.Show("我在做第一件事"); await Task.Run(() => { Thread.Sleep(2000); }); MessageBox.Show("我在做第二件事"); await Task.Run(()=>{Thread.Sleep(200);}); MessageBox.Show("我在做第三件事"); }
執行了此方法，每等待兩秒才會彈一次框，不會像上面那樣先彈框。
關鍵點：
①方法（包括Lambda表達式和匿名方法）可以用async關鍵字標記，允許該方法以非阻塞的形式進行工作
②用async關鍵字標記的方法（包括Lambda表達式和匿名方法）在遇到await關鍵字之前將以阻塞的形式運行
③單個async方法可以擁有多個await上下文
④當遇到await表達式時，調用線程將掛起，直到await的任務完成。同時，控制將返回給方法的調用者（解釋了為什么每等待2秒才彈框）
⑤await關鍵字將從視圖中隱藏返回Task對象，直接返回實際的返回值。沒有返回值的方法返回可以簡單的返回void.
⑥根據命名預定，要被異步調用的方法應該以“Async”作為后綴
改進我們在System.Threading中的代碼
//此方法不能用async標記 static void Main(string[] args) { AddAsync(); Console.ReadLine(); } private static async Task AddAsync() { Console.WriteLine("開始你的表演："); Console.WriteLine("ID of thread in Mian():{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); await Sum(10, 20); Console.WriteLine("其他的線程做完了"); } static async Task Sum(int a, int b) { await Task.Run(() => { Console.WriteLine("ID of thread in Add():{0}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Console.WriteLine("{0}+{1} ={2}",a,b,a+b); }); }
速度是相當的快。
基礎也就介紹到這了。