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.NET - Task.Run vs Task.Factory.StartNew

.NET - Task.Run vs Task.Factory.StartNew

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编辑: mob604756f6df2a
信息来源: 51CTO博客
更新日期: 2021-05-04 09:45:14
摘要

.NET - Task.Run vs Task.Factory.StartNew,mob604756f6df2a的博客原创的Java文章。

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在 .NET 4 中,Task.Factory.StartNew 是安排新任务的首选方法。它有许多重载提供了高度可配置的机制,通过启用设置选项,可以传递任意状态、启用取消,甚至控制调度行为。所有这些功能的另一面是复杂性。您需要知道什么时候使用哪个重载、提供什么调度程序等等。另外,Task.Factory.StartNew 用起来并不直截干脆,至少对于它的一些使用场景来说还不够快,比如它的主要使用场景——轻松地将工作交付到后台处理线程。

因此,在 .NET Framework 4.5 开发者预览版 中,我们引入了新的 Task.Run 方法。这决不是要淘汰 Task.Factory.StartNew,而是应该简单地认为这是使用 Task.Factory.StartNew 而不必传递一堆参数的一个便捷方式。这是一个捷径。事实上,Task.Run 实际是按照与 Task.Factory.StartNew 相同的逻辑实现的,只是传入了一些默认的参数。当你传递一个 Action 给 Task.Run

Task.Run(someAction);

完全等同于:

Task.Factory.StartNew(someAction, CancellationToken.None, TaskCreationOptions.DenyChildAttach, TaskScheduler.Default);

通过这种方式,Task.Run 就可以并且应该被用于大多数通用场景——简单地将工作交给线程池ThreadPool处理(即参数 TaskScheduler.Default 的目标)。这并不意味着 Task.Factory.StartNew 将不再被使用; 远非如此,Task.Factory.StartNew 还有很多重要的(固然更高级)用途。你可以控制 TaskCreationOptions 来控制任务的行为,可以控制 TaskScheduler 来控制任务的调度和运行,也可以使用接收对象状态的重载,对于性能敏感的代码路径,使用该重载可以避免闭包和相应的内存分配。不过,对于简单的情况,Task.Run 是你的朋友。

Task.Run 提供八个重载,以支持下面的所有组合:

  1. 无返回值任务(Task)和有返回值任务(Task<TResult>)

  2. 支持取消(cancelable)和不支持取消(non-cancelable)

  3. 同步委托(synchronous delegate)和异步委托(asynchronous delegate)

前两点应该是不言而喻的。对于第一点,有返回 Task 的重载(对于没有返回值的操作),还有返回 Task<TResult> 的重载(对于返回值类型为 TResult 的操作)。对于第二点,还有接受 CancellationToken 的重载,如果在任务开始执行之前请求取消,则任务并行库(TPL)可以将任务转换为取消状态。

第三点是更有趣的,它与 Visual Studio 11 中 C# 和 Visual Basic 的异步语言支持直接相关。让我们暂时考虑一下 Task.Factory.StartNew,这将有助于突出这一区别。如果我编写下面的调用:

var t = Task.Factory.StartNew(() =>
{
   Task inner =Task.Factory.StartNew(() => {});
   return inner;
});

这里的 “t” 的类型将会是 Task<Task>; 因为任务委托的类型是 Func<TResult>,在此例中 TResult 是 Task,因此 StartNew 的返回值是 Task<Task>。类似地,如果我将代码改变为:

var t = Task.Factory.StartNew(() => 
{
   Task<int> inner = Task.Factory.StartNew(() => 42));
   return inner;
});

此时,这里的 “t” 的类型将会是 Task<Task<int>>。因为任务委托的类型是 Func<TResult>,此时 TResult 是 Task<int>,因此 StartNew 的返回值是 Task<Task<int>>。为什么这是相关的?现在考虑一下,如果我编写如下的代码会发生什么:

var t = Task.Factory.StartNew(async delegate
{
   await Task.Delay(1000);
   return 42;
});

这里通过使用 async 关键词,编译器会将这个委托(delegate)映射成 Func<Task<int>>,调用该委托会返回 Task<int> 表示此调用的最终完成。因为委托是 Func<Task<int>>TResult 是 Task<int>,因此这里 “t” 的类型将会是 Task<Task<int>>,而不是 Task<int>

为了处理这类情况,在 .NET 4 我们引入了 Unwrap 方法。Unwrap 方法有两个重载,都是扩展方法,一个针对类型 Task<Task>,一个针对类型 Task<Task<TResult>>。我们称此方法为 Unwrap,因为实际上它“解包”了内部任务,将内部任务的返回值作为了外部任务的返回值而返回。对 Task<Task> 调用 Unwrap 返回一个新的 Task(我们通常将其称为代理),它表示该内部任务的最终完成。类似地,对 Task<Task<TResult>> 调用 Unwrap 返回一个新的 Task<TResult> 表示该内部任务的最终完成。(在这两种情况下,如果外部任务出错或被取消,则不存在内部任务,因为没有运行到完成的任务不会产生结果,因此代理任务表示外部任务的状态。) 回到前面的例子,如果我希望 “t” 表示那个内部任务的返回值(在此例中,值是 42),我可以编写:

var t = Task.Factory.StartNew(async delegate
{
   await Task.Delay(1000);
   return 42;
}).Unwrap();

现在,这里 “t” 变量的类型将会是 Task<int>,表示异步调用的返回值。

回到 Task.Run。因为我们希望人们将工作转移到线程池(ThreadPool)中并使用 async/await 成为普遍现象,所以我们决定将此解包(unwrapping)功能构建到 Task.Run 中。这就是上面第三点中提到的内容。有多种 Task.Run 的重载,它们接受 Action(针对无返回值任务)、 Func<TResult>(针对返回 TResult 的任务)、Func<Task>(针对无返回值的异步任务) 和 Func<Task<TResult>>(针对返回 TResult 的异步任务)。在内部,Task.Run 会执行与上面 Task.Factory.StartNew 所示的同样类型的解包(unwrapping)操作。所以,当我写下:

var t = Task.Run(async delegate
{
   await Task.Delay(1000);
   return 42;
});

“t” 的类型是 Task<int>Task.Run 的这种重载实现基本上等效于:

var t = Task.Factory.StartNew(async delegate
{
   await Task.Delay(1000);
   return 42;
}, CancellationToken.None, TaskCreationOptions.DenyChildAttach, TaskScheduler.Default).Unwrap();

如前所述,这是一条捷径。

所有这些都意味着您可以将 Task.Run 与常规lambdas/匿名方法或与异步lambdas/匿名方法一起使用,都会发生正确的事情。如果我想将工作交给线程池(ThreadPool)并等待其结果,例如:

int result = await Task.Run(async () =>
{
   await Task.Delay(1000);
   return 42;
});

变量 result 的类型将会是 int,正如您期望的那样,在调用此任务大约一秒种后,变量 result 的值将被设置为 42。

有趣的是,几乎可以将新的 await 关键字看作是与 Unwrap 方法等效的语言。因此,如果我们返回到 Task.Factory.StartNew 示例,则可以使用 Unwrap 重写上面最后一个代码片断,如下:

int result = await Task.Factory.StartNew(async delegate
{
   await Task.Delay(1000);
   return 42;
}, CancellationToken.None, TaskCreationOptions.DenyChildAttach, TaskScheduler.Default).Unwrap();

或者,我可以使用第二个 await 来代替使用 Unwrap

int result = await await Task.Factory.StartNew(async delegate
{
   await Task.Delay(1000);
   return 42;
}, CancellationToken.None, TaskCreationOptions.DenyChildAttach, TaskScheduler.Default);

这里的 “await await” 不是输入错误,Task.Factory.StartNew 返回 Task<Task<int>>。 await Task<Task<int>> 返回 Task<int>,然后 await Task<int> 返回 int,很有趣,对吧?



标签: Java
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