第05章-异步编程

工业和信息化部“十二五”规划教材普通高等学校“十二五”规划教材《C#网络应用编程》第3版第5章异步编程2Ch5异步编程5.1并行和异步编程预备知识5.2异步编程基本技术5.1并行和异步编程预备知识5.1.1任务（Task类、TaskTResult类）5.1.2Lambda表达式5.1.3Action和Func委托5.1.4元组（Tuple类）45.1.1任务（Task类、TaskTResult类）1．Task类2．TaskTResult类3．Task.Delay方法Delay(Int32)//延时指定的毫秒数Delay(TimeSpan)//延时指定的时间（年、月、日、时、分、秒、毫秒等）Delay(Int32,CancellationToken)//延时指定的毫秒数后取消任务操作Delay(TimeSpan,CancellationToken)//延时指定的时间后取消任务操作5.1.2Lambda表达式1．基本用法定义(输入参数列表)={表达式或语句块}x=x*x(x,y)=x==y(intx,strings)=s.Lengthx()=SomeMethod()5.1.2Lambda表达式2．在LINQtoObjects中使用Lambda表达式Microsoft.NET框架ListintnumberList=newListint{5,4,1,3,9,8,6,7,2,0};varq1=numberList.Where(i=i4);ListintnumberList=newListint{5,4,1,3,9,8,6,7,2,0};varq2=fromiinnumberListwherei4selecti;5.1.2Lambda表达式3．示例5.1.3Action和Func委托1．一般形式Action[T1,T2,……,T16]Func[T1,T2,……,T16,]TResult5.1.3Action和Func委托2．基本用法classProgram{staticvoidMain(string[]args){Actionstringa=ShowMessage;a(OK);Console.ReadKey();}privatestaticvoidShowMessage(stringmessage){Console.WriteLine(message);}}5.1.3Action和Func委托3．示例5.1.4元组（Tuple类）元组是一种数据结构，其中的元素具有固定的数目和序列，在.NET框架中，可通过Tuple.Create方法直接创建具有1到7个元素的元组，另外，还可以通过嵌套的元组创建具有更多元素的对象。元组中的元素可通过Tuple对象的ItemN（N=1,2,3,……,7）属性得到。表示一组数据。提供对数据集的轻松访问和操作。在方法的参数传递中不使用out修饰符就可以返回多个值。用1个参数就可以将多个值传递给某个方法。5.2异步编程基本技术5.2.1异步编程的实现方式和异步操作关键字5.2.2创建任务5.2.3取消或终止任务的执行5.2.4获取任务执行的状态5.2.5报告任务执行的进度5.2.6定时执行某些任务5.2.1异步编程的实现方式和异步操作关键字1．异步编程的实现方式（1）传统的异步编程模型（APM）（2）基于事件的异步编程设计模式（EAP）（3）基于任务的异步模式（TAP）（4）改进的基于任务的异步模式（async、await、Task.Run和TAP）5.2.1异步编程的实现方式和异步操作关键字2．异步操作关键字（1）异步方法和异步事件处理程序（2）async修饰符如果方法没有返回值，则用async和Task共同签名。如果方法有返回值，则用async和Taskint共同签名。（3）await运算符（4）异步方法的命名约定5.2.2创建任务1．定义任务执行的方法（1）用普通方法定义任务（2）用异步方法定义任务（3）用匿名方法定义任务5.2.2创建任务2．利用Task.Run方法隐式创建和执行任务Run(FuncTask)//用默认调度程序在线程池中执行不带返回值的任务RunTResult(FuncTaskTResult)//用默认调度程序在线程池中执行带返回值的任务Run(FuncTask,CancellationToken)//执行任务过程中可侦听取消通知RunTResult(FuncTaskTResult,CancellationToken)//执行任务过程中可侦听取消通知5.2.2创建任务5.2.2创建任务3．利用async和await关键字隐式创建异步任务5.2.2创建任务4．利用WPF控件的调度器隐式创建和执行任务5.2.2创建任务5．通过显式调用Task或TaskTResult的构造函数创建任务（1）Task类的构造函数（2）TaskTResult类的构造函数5.2.3取消或终止任务的执行1．基本概念.NET框架引入的CancellationTokenSource类和CancellationToken结构用于协同实现多个线程、线程池工作项或Task对象的取消操作5.2.3取消或终止任务的执行2．CancellationTokenSource类和CancellationToken结构System.Threading.CancellationTokenSource用于创建取消通知，称为取消源。System.Threading.CancellationToken结构用于传播应取消操作的通知，称为取消令牌。执行任务的方法接收到取消通知后，可以用以下方式之一终止操作：（1）在任务代码中，简单地从委托中返回。（2）在任务代码中，引发OperationCanceledException异常，并将其传递到在其上请求了取消的标记。5.2.3取消或终止任务的执行3．基本用法5.2.4获取任务执行的状态1．冷任务和热状态用Task类或者TaskTResult类的构造函数显式创建的任务称为冷任务（coldtask），冷任务必须通过Start方法来启动。任务在生命周期内的执行情况称为热状态。5.2.4获取任务执行的状态2．Status属性和TaskStatus枚举利用任务实例的Status属性获取任务执行的状态。任务执行的状态用TaskStatus枚举表示。TaskStatus的枚举值有：Created：该任务已初始化，但尚未进入调度计划。WaitingForActivation：该任务已进入调度计划，正在等待被调度程序激活。WaitingToRun：该任务已被调度程序激活，但尚未开始执行。Running：该任务正在运行，但尚未完成。RanToCompletion：该任务已成功完成。Canceled：该任务由于被取消而完成（任务自身引发OperationCanceledException异常，或者在该任务执行之前调用方已向该任务的CancellationToken发出了信号）。Faulted：该任务因为出现未经处理的异常而完成。WaitingForChildrenToComplete：该任务本身已完成，正等待附加的子任务完成。3．任务完成情况相关的属性（1）IsCompleted属性（2）IsCanceled属性（3）IsFaulted属性（4）取消和完成之间的关系5.2.4获取任务执行的状态5.2.4获取任务执行的状态4．示例5.2.5报告任务执行的进度有时候我们可能希望让某些异步操作提供进度通知，以便在界面中显示异步操作执行的进度，这种情况下，可以用ProgressT类报告任务执行的进度。ProgressT类是通过IProgressT接口来实现的，该类的声明方式如下：publicclassProgressT:IProgressT{publicProgress();publicProgress(ActionThandler);protectedvirtualvoidOnReport(Tvalue);publiceventEventHandlerTProgressChanged;}5.2.5报告任务执行的进度5.2.6定时执行某些任务1．System.Timers.Timer类System.Timers.Timer类可与可视化设计器一同使用，该类可以引发事件，但它默认是在线程池线程中引发事件，而不是在当前线程中引发事件。System.Timers.Timer类的常用属性和方法如下：AutoReset属性：获取或设置一个布尔型的值，该值为true表示每次间隔结束时都引发一次Elapsed事件，false表示仅在首次间隔结束时引发一次该事件。Interval属性：获取或设置两次Elapsed事件的间隔时间（以毫秒为单位）。该值必须大于零并小于或等于Int32.MaxValue。默认值为100毫秒。Start方法：启动定时器。Stop方法：停止计时器。5.2.6定时执行某些任务2．System.Windows.Threading.DispatcherTimer类在客户端WPF应用程序中，对于需要与用户界面交互的任务，最简单的方式是使用System.Windows.Threading命名空间下的DispatcherTimer类来实现，这种定时器也是用时间模型来实现的，但它是在与当前线程关联的线程中定时执行任务，因此利用这种定时器可以直接获取或修改界面控件的属性。另外，该对象的定时效果没有System.Timers.Timer的定时精确，所以最好不要将其用于针对服务器的定时操作。5.2.6定时执行某些任务3．System.Threading.Timer类System.Threading.Timer类也是在线程池中定时执行任务，它与其他两种计时器的区别是该类不使用事件模型，而是直接通过调用TimerCallback类型的委托来实现。该类的构造函数语法为publicTimer(TimerCallbackcallback,//一个TimerCallback类型的委托，表示要执行的方法Objectstate,//一个包含回调方法要使用的信息的对象，可以为nullTimeSpandueTime,//首次调用回调方法之前延迟的时间量TimeSpanperiod//每次调用回调方法的时间间隔。-1表示禁用定期终止)利用该构造函数创建对象后，首次到达dueTime延时时间时会自动调用一次callback委托，以后每隔period时间间隔，都会自动调用一次callback委托。5.2.6定时执行某些任务4．用法示例第5章习题和上机练习本章习题：1、2、3、4、5、6本章上机练习：无。