[JavaScript知识库]C# 之 多线程 -- 任务概念以及使用示例 ( Task | TaskCompletionSource | Async | Await )

一，相关关键字和运算符

1.1 Async/Await 介绍和使用示例

• 关键字 Async
  使用 ‘async’ 修饰符可将方法、lambda 表达式或匿名方法指定为异步。 如果对方法或表达式使用此修饰符，则其称为异步方法 。

  ‘async’ 关键字是上下文关键字，原因在于只有当它修饰方法、lambda 表达式或匿名方法时，它才是关键字。

  如果 ‘async’ 关键字修改的方法不包含 ‘await’ 表达式或语句，则该方法将同步执行。 编译器警告将通知你不包含 ‘await’ 语句的任何异步方法，因为该情况可能表示存在错误。

定义异步方法：

public async Task<string> AsyncTest()
{
 
}

• 运算符 Await

  ‘await’ 运算符暂停对其所属的 ‘async’ 方法的求值，直到其操作数表示的异步操作完成。 异步操作完成后，如果有返回值 ‘await’ 运算符将返回操。 当 ‘await’ 运算符应用到表示已完成操作的操作数时，它将立即返回操作的结果，而不会暂停其所属的方法。 ‘await’ 运算符不会阻止计算异步方法的线程。 当 ‘await’ 运算符暂停其所属的异步方法时，控件将返回到方法的调用方法。

使用Await运算符：

public async Task<string> AsyncTest()
{
    // 等AsyncTest_1 执行完成
    await AsyncTest_1();
}

public async Task<string> AsyncTest_1()
{
    return "任务AsyncTest_1 执行完成";
}

1.2 Async/Await 异步编程中的最佳做法

此部分(1.3)取自 --> MSDN

二, Task 类

2.1 Task定义

Task类表示不返回值并且通常以异步方式执行的单个操作。 Task 对象是在 .NET Framework 4 中首次引入的 基于任务的异步模式 的中心组件之一。 由于对象执行的工作 Task 通常在线程池线程上异步执行，而不是在主应用程序线程上同步执行，因此可以使用 Status 属性以及 IsCanceled 、 IsCompleted 和 IsFaulted 属性来确定任务的状态。 通常，lambda 表达式用于指定任务要执行的工作。

2.2 属性方法

属性列表：

方法列表：

1.3 Task使用

Task最厉害的地方就是他的任务控制了，你可以很好的控制task的执行顺序，让多个task有序的工作。

任务跟线程不是一对一的关系，比如开10个任务并不是说会开10个线程，这一点任务有点类似线程池，但是任务相比线程池有很小的开销和精确的控制。

一个最简单的示例： 开启任务1 --> 调用并等待任务2完成 --> 继续执行任务1

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace TaskTest
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {

            Task<string> result = task_1();

            Console.WriteLine(result.Result);

            Console.ReadKey();
        }

        static async Task<string> task_1()
        {
            Console.WriteLine("任务1 开始执行");

            Console.WriteLine("等待任务2 执行完成... ");

            string res = await task_2();

            Console.WriteLine("任务2 执行完成... 返回值: " + res);

            return "任务1执行完成返回值";
        }

        static async Task<string> task_2()
        {
            Thread.Sleep(1000);
            return "任务2执行完成";
        }

    }
}

执行结果：

三，TaskCompletionSource 类

3.1 概念定义

TaskCompletionSource ：表示未绑定到委托的 Task 的制造者方，并通过 Task 属性提供对使用者方的访问。

通常情况下， Task 需要表示另一个异步操作。 TaskCompletionSource 提供此目的。 它允许创建可以向使用者传递的任务，而这些使用者可以使用任务的成员，就像对待任何其他成员一样。 但是，与大多数任务不同，由创建的任务的状态由 TaskCompletionSource 中的方法显式控制 TaskCompletionSource 。 这使得外部异步操作能够传播到基础 Task。 分隔还可确保使用者不能在不访问相应的的情况下转换状态 TaskCompletionSource。所有成员 TaskCompletionSource 都是线程安全的，可同时从多个线程使用。

3.2 属性函数

属性：

• Task ：获取由此 ‘Task’ 创建的 ‘TaskCompletionSource’。
  此属性使使用者可以访问由此 ‘Task’ 实例控制的。 ‘SetResult()’ ‘SetException(Exception)’ ‘SetException(IEnumerable)’ 此实例上的 和 ‘SetCanceled()’ 方法 (及其 Try 变体) 都将导致相关状态在此基础上转换 Task 。

构造函数：

函数：

PS：基础 Task 已处于以下三种最终状态的其中一种：RanToCompletion、Faulted 或 Canceled。

3.3 模拟情景

用户操作：

• 用户点击商品 --> 选择支付平台 --> 等待选择完成 --> 执行支付逻辑

代码逻辑：

• 调用支付任务 --> 等待用户选择 --> 返回用户所选 --> 执行支付逻辑

using System;
using System.Threading.Tasks;

namespace VSProject
{
    class Program
    {
        static TaskCompletionSource<string> ts;

        static void Main(string[] args)
        {
            // 开启异步任务
            TaskTest_1();

            while (true)
            {
                ConsoleKeyInfo info = Console.ReadKey(true);
                switch (info.Key)
                {
                    case ConsoleKey.S:
                        Console.WriteLine("用户输入S键，模拟任务成功");
                        Success();
                        break;
                    case ConsoleKey.F:
                        Console.WriteLine("用户输入F键，模拟任务成功");
                        Fail();
                        break;
                }
            }

            Console.ReadLine();
        }

        /// <summary>
        /// 异步任务
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        static async Task TaskTest_1()
        {

            Console.WriteLine("TaskTest_1 任务开始...");
            ts = new TaskCompletionSource<string>();

            string res;
            try
            {
                res = await ts.Task;
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine("等待任务异常...");
                throw e;
            }

            Console.WriteLine("TaskTest_1 任务结束... 传值为：" + res);
        }

        /// <summary>
        /// 任务成功
        /// </summary>
        static void Success()
        {
            if (ts.Task.IsCompleted) return;

            ts.SetResult("模拟任务完成传值");           
        }

        /// <summary>
        /// 任务取消或失败
        /// </summary>
        static void Fail()
        {

            if (ts.Task.IsCompleted) return;

            ts.SetException(new Exception("任务取消或失败"));
        }
    }

}

用户按下S键，模拟成功：

用户按下F键，模拟失败：

相关链接：
MSDN - Task 类
MSDN - TaskCompletionSource 类