C＃ Task 十分鐘輕鬆學同步非同步

簡介與內容概述

預備知識 (multi-thread)

執行緒（英語：thread）是作業系統能夠進行運算排程的最小單位。大部分情況下，它被包含在行程之中，是行程中的實際運作單位。一條執行緒指的是行程中一個單一順序的控制流，一個行程中可以並行多個執行緒，每條執行緒並列執行不同的任務。在Unix System V及SunOS中也被稱為輕量行程（lightweight processes），但輕量行程更多指核心執行緒（kernel thread），而把使用者執行緒（user thread）稱為執行緒。

void enemyHit(){
	//監聽遠端伺服器指令來得知敵方操作, 接著同步本地軟體內敵方腳色的行為 , 使本地玩家得知對方的行動
}
void weHit(){
	//監聽本地玩家的操作, 接著同步本地軟體內我方腳色的行為, 最後上傳本地腳色的操作到遠端伺服器, 使敵方玩家可以知道我方腳色的操作。
}
while(1){
	enemyHit();
	weHit()
}

簡介

本篇內容

傳統語法 Awaiter

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //創建4條子線程
            Task subThread1 = new Task(() =>
            {
                //這裡可以填入一系列要讓該線程做的事
                Thread.Sleep(1000);
                Console.WriteLine("I am subThread1!");
            });
            Task subThread2 = new Task(() =>
            {
                //這裡可以填入一系列要讓該線程做的事
                Thread.Sleep(1000);
                Console.WriteLine("I am subThread2!");
            });
            Task subThread3 = new Task(() =>
            {
                //這裡可以填入一系列要讓該線程做的事
                Thread.Sleep(1000);
                Console.WriteLine("I am subThread3!");
            });
            Task subThread4 = new Task(() =>
            {
                //這裡可以填入一系列要讓該線程做的事
                Thread.Sleep(1000);
                Console.WriteLine("I am subThread4!");
            });
            // 讓線程溝通
            // 讓2條線程開始跑
            subThread2.Start();
            subThread1.Start();
            // GetAwaiter() : 等待完成, OnCompleted() : 線程完成後要做的事
            subThread1.GetAwaiter().OnCompleted(()=> {
                // 線程完成後要做的事
                // 讓2條線程開始跑, 當第一條線程跑完
                subThread4.Start();
                subThread3.Start();
            });
            // GetAwaiter() : 等待完成, GetResult() : 取得結果
            // 實際寫法範例 result =  subThread2.GetAwaiter().GetResult(); (這裡只是因為沒有回傳才這樣寫)
            subThread2.GetAwaiter().GetResult();
            // 等待線程完成才繼續往下走
            subThread3.Wait();
            subThread4.Wait();
        }
    }
}

// 此處定義了如何定義新線程(一條獨立的做事流程), 但其並沒有開始運行
Task subThread1 = new Task(() =>
{
    Thread.Sleep(1000);
    Console.WriteLine("I am subThread1!");
});
// 下達指令, 創建線程開始運行, 所以此刻程式包含該程式的主線程, 總共有三條獨立的做事流程在進行。
subThread2.Start();
subThread1.Start();
// subThread1線程完成後創建subThread3 subThread4線程開始運行
subThread1.GetAwaiter().OnCompleted(()=> {
    subThread4.Start();
    subThread3.Start();
});
// 等待 subThread3完成主線程才繼續往下
subThread3.Wait();

常見用法 async await

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //Main 為C#進入點, 不可為非同步函式, 所以用傳統語法對我們的同步函數進行包裝
            int n = main().GetAwaiter().GetResult();
            Console.WriteLine(n);
        }
        // 同步函數會回傳、創建且運行一個線程, return後方的回傳值會直接包在Task裡面
        // 所以若是 return後面是一個字串, 則實際傳出的就是一個 Task<string>
        static async Task createTask(int threadNum)
        {
            //這裡可以填入一系列要讓該線程做的事
            // await表示該線程完成再繼續執行, Task.Delay表示創建一個線程其行為為等待XXX毫秒
            await Task.Delay(1000);
            Console.WriteLine($"I am subThread{threadNum}!");
            return;
        }
        static async Task<int> main()
        {
            //創建且執行兩條新線程
            Task subThread1 = createTask(1);
            Task subThread2 = createTask(2);
            // 等待某一線程完成
            await subThread1;
            //創建且執行兩條新線程
            Task subThread3 = createTask(3);
            Task subThread4 = createTask(4);
            // 等待以下線程完成後 return 
            await subThread2;
            await subThread3;
            await subThread4;
            return 1;
        }
    }
}

實戰演練

    using System;
    using System.IO;
    using System.Net.Http;
    using System.Threading.Tasks;
    
    namespace general
    {
        class Program
        {
            static HttpClient client = new HttpClient();
    
            static void Main(string[] args)
            {
                //讀取參數 非本教學重點
                StreamReader r = new StreamReader("xxx.json");
                string jsonString = r.ReadToEnd();
                string res = PostRequest("API", jsonString);
            }
    
            public static string PostRequest(string URI, string PostParams)
            {
    		//設定API 非本教學重點
                client.BaseAddress = new Uri("http://XXX");
                client.DefaultRequestHeaders.Add("sat", "1234");
                client.DefaultRequestHeaders.Add("sid", "1234");
                client.DefaultRequestHeaders.Add("code", "");
                client.Timeout = TimeSpan.FromSeconds(30);
    		//創建新線程, 實際利用組件寄request, 且等待http response回傳才會繼續往下走。(該組件該函數會自行創建線程且運行)
                HttpResponseMessage response = client.PostAsync(URI, new StringContent(PostParams)).GetAwaiter().GetResult();
    		//創建新線程, 利用組件解讀response, 且等待解讀完成回傳後才繼續運行。(該組件該函數會自行創建線程且運行)
    		string content = response.Content.ReadAsStringAsync().GetAwaiter().GetResult();
                return content;
            }
        }
    }

    using System;
    using System.IO;
    using System.Net.Http;
    using System.Threading.Tasks;
    
    namespace AsyneAwait
    {
        class Program
        {
            static HttpClient client = new HttpClient();
    
            static void Main(string[] args)
            {
                main().GetAwaiter().GetResult();
            }
    
            static async Task main()
            {
    		//讀取參數 非本教學重點
                StreamReader r = new StreamReader("xxx.json");
                string jsonString = r.ReadToEnd();
    		//創建新線程來完成寄request, 且等待回傳才會繼續往下走。
                string res = await PostRequest("API", jsonString);
                //do things about res
                return;
            }
    
            public static async Task<string> PostRequest(string URI, string PostParams)
            {
    		//設定API 非本教學重點
                client.BaseAddress = new Uri("http://XXX");
                client.DefaultRequestHeaders.Add("sat", "1234");
                client.DefaultRequestHeaders.Add("sid", "1234");
                client.DefaultRequestHeaders.Add("code", "");
                client.Timeout = TimeSpan.FromSeconds(30);
    		//創建新線程, 實際利用組件寄request, 且等待http response回傳才會繼續往下走。
                HttpResponseMessage response = await client.PostAsync(URI, new StringContent(PostParams));
    		//創建新線程, 利用組件解讀response, 且等待解讀完成回傳後才繼續運行。
    		string content = await response.Content.ReadAsStringAsync();
    		//回傳解讀內容給正在等待的父線程
                return content;
            }
        }
    }

進階用法 whenAll

private void whenAllDemo()
{
            List<Task> taskList = new List<Task>();
            for(int i = 0; i < 100; i++)
            {
                string sourceName = i.toString();
                string disName = i.toString() + "_new";
                taskList.Add(Task.Run(() => {
                    try
                    {
                        File.Move($"{pathOfFolder}\\{sourceName}.jpg" , $"{pathOfFolder}\\{disName}.jpg");
                    }
                    catch (Exception err)
                    {
                        MessageBox.Show(err.Message);
                        throw;
                    }
                }));
            }
            Task allTask = Task.WhenAll(taskList);
            try
            {
                allTask.Wait();
            }
            catch { }
            if (allTask.Status == TaskStatus.RanToCompletion)
                MessageBox.Show("success!");
            else if (allTask.Status == TaskStatus.Faulted)
                MessageBox.Show("something wrong");
}