.NET 4 并行（多核）编程系列之三 从Task的取消
前言：因为Task是.NET 4并行编程最为核心的一个类，也我们在是在并行编程常常打交道的类，所以，对Task对全面的了解很有必要。
上篇文章主要讲述了如何创建一个task，本篇文章主要讲述如何取消一个task。
本篇主的主要议题如下：
1. 1. 通过轮询的方式检测Task是否被取消
2. 2. 用委托delegate来检测Task是否被取消
3. 3. 用Wait Handle还检测Task是否被取消
4. 4. 取消多个Task
5. 5. 创建组合的取消Task的Token
6. 6. 判断一个Task是否已经被取消了
本篇的理论不多，代码的例子很多。
在TPL中一个标准化的操作就是”取消Task”。之所以说它是个标准化的操作，其实是把这个操作和之前传统的多线程编程进行比较而言的。
在之前的多线程编程中，我们一般是自己写一些代码来取消线程的运行。但是在.NET 4的TPL中就内置了取消的方法，可能我们觉得TPL没有必要内置这些代码，因为太简单了。但是这个内置的方法不仅仅只是取消了运行的Task，而且还减小了在取消运行的Task时可能产生的一些风险，我们后续文章会详细讲述。
创建一个取消的Task一般要进行下面一些步骤：
a. a.创建System.Threading.CancellationTokenSource的一个实例：
// create the cancellation token source
CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();
b. b.通过CancellationTokenSource.Token属性获得一个System.Threading.CancellationToken:
CancellationToken token = tokenSource.Token;
c.创建一个新的Task或者Task<T>，并且在构造函数传入Action或者Action<object>的委托作为第一个参数，传入CancellationToken作为第二个参数：
Task task = new Task(new Action(printMessage), token);
d. d.调用Task的Start()方法。
上面的步骤和我们之前介绍的创建一个Task的代码几乎一样，只是在构造函数中多传入了一个参数。
如果想要取消一个Task的运行，只要调用CancellationToken实例的Cancel()方法就可以了。
有点要特别注意的，当我们调用了Cancel()方法之后，.NET Framework不会强制性的去关闭运行的Task。
我们自己必须去检测之前在创建Task时候传入的那个CancellationToken。
我们在创建Task是传入CancellationToken到构造函数，其实这个CancellationToken就是.NET Framework用来避免我们再次运行已经被取消的Task，可以说就是一个标志位。
首先，进入第一个议题：
1. 通过轮询的方式检测Task是否被取消
在很多Task内部都包含了循环，用来处理数据。我们可以在循环中通过CancellationToken的IsCancellationRequest属性来检测task是否被取消了。如果这个属性为true，那么我们就得跳出循环，并且释放task所占用的资源(如数据库资源，文件资源等).
我们也可以在task运行体中抛出System.Threading.OperationCanceledException来取消运行的task。
代码如下：
代码 while (true)
{
if (token.IsCancellationRequested)
{
// tidy up and release resources
throw new OperationCanceledException(token);
}
else
{
// do a unit of work
}
}
如果我们没有任何的资源要释放，那么只要简单的调用CancellationToken.ThrowIfCancellationRequested()方法，这个方法会检查是否要取消task，并且抛出异常。代码如下：
while (true)
{
token.ThrowIfCancellationRequested();
// do a unit of work
}
下面就给出有一个完整的例子：创建一个可以取消的task，并且通过轮询不断的检查是否要取消task
代码如下：
代码 static void Main(string[] args)
{
// create the cancellation token source
CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();
// create the cancellation token
CancellationToken token = tokenSource.Token;
// create the task
Task task = new Task(() =>
{
for (int i = 0; i < int.MaxValue; i++)
{
if (token.IsCancellationRequested)
{
Console.WriteLine("Task cancel detected");
throw new OperationCanceledException(token);
}
else
{
Console.WriteLine("Int value {0}", i);
}
}
}, token);
// wait for input before we start the task
Console.WriteLine("Press enter to start task");
Console.WriteLine("Press enter again to cancel task");
Console.ReadLine();
// start the task
task.Start();
// read a line from the console.
Console.ReadLine();
// cancel the task
Console.WriteLine("Cancelling task");
tokenSource.Cancel();
// wait for input before exiting
Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");
Console.ReadLine();
}
2. 用委托delegate来检测Task是否被取消
我们可以在注册一个委托到CancellationToken中，这个委托的方法在CancellationToken.Cancel()调用之前被调用。
我们可以用这个委托中的方法来作为一个检测task是否被取消的另外一个可选的方法，因为这个方法是在Cancel()方法被调用之前就调用的，所以这个委托中的方法可以检测task是否被cancel了，也就是说，只要这个委托的方法被调用，那么就说这个CancellationToken.Cancel()方法被调用了，而且在这个委托的方法中我们可以做很多的事情，如通知用户取消操作发生了。
下面的代码给出了一个例子。
代码 static void Main(string[] args)
{
// create the cancellation token source
CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();
// create the cancellation token
CancellationToken token = tokenSource.Token;
// create the task
Task task = new Task(() =>
{
for (int i = 0; i < int.MaxValue; i++)
{
if (token.IsCancellationRequested)
{
Console.WriteLine("Task cancel detected");
throw new OperationCanceledException(token);
}
else
{
Console.WriteLine("Int value {0}", i);
}
}
}, token);
// register a cancellation delegate
token.Register(() =>
{
Console.WriteLine(">>>>>> Delegate Invoked\n");
});
// wait for input before we start the task
Console.WriteLine("Press enter to start task");
Console.WriteLine("Press enter again to cancel task");
Console.ReadLine();
// start the task
task.Start();
// read a line from the console.
Console.ReadLine();
// cancel the task
Console.WriteLine("Cancelling task");
tokenSource.Cancel();
// wait for input before exiting
Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");
Console.ReadLine();
}
3. 用Wait Handle还检测Task是否被取消
第三种方法检测task是否被cancel就是调用CancellationToken.WaitHandle属性。对于这个属性的详细使用，在后续的文章中会深入的讲述，在这里主要知道一点就行了：CancellationToken的WaitOne()方法会阻止task的运行，只有CancellationToken的cancel()方法被调用后，这种阻止才会释放。
在下面的例子中，创建了两个task，其中task2调用了WaitOne()方法，所以task2一直不会运行，除非调用了CancellationToken的Cancel()方法，所以WaitOne()方法也算是检测task是否被cancel的一种方法了。
代码 static void Main(string[] args)
{
// create the cancellation token source
CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();
// create the cancellation token
CancellationToken token = tokenSource.Token;
// create the task
Task task1 = new Task(() =>
{
for (int i = 0; i < int.MaxValue; i++)
{
if (token.IsCancellationRequested)
{
Console.WriteLine("Task cancel detected");
throw new OperationCanceledException(token);
}
else
{
Console.WriteLine("Int value {0}", i);
}
}
}, token);
// create a second task that will use the wait handle
Task task2 = new Task(() =>
{
// wait on the handle
token.WaitHandle.WaitOne();
// write out a message
Console.WriteLine(">>>>> Wait handle released");
});
// wait for input before we start the task
Console.WriteLine("Press enter to start task");
Console.WriteLine("Press enter again to cancel task");
Console.ReadLine();
// start the tasks
task1.Start();
task2.Start();
// read a line from the console.
Console.ReadLine();
// cancel the task
Console.WriteLine("Cancelling task");
tokenSource.Cancel();
// wait for input before exiting
Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");
Console.ReadLine();
}
4. 取消多个Task
我们可以使用一个CancellationToken来创建多个不同的Tasks，当这个CancellationToken的Cancel()方法调用的时候，使用了这个token的多个task都会被取消。
代码 static void Main(string[] args)
{
// create the cancellation token source
CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();
// create the cancellation token
CancellationToken token = tokenSource.Token;
// create the tasks
Task task1 = new Task(() =>
{
for (int i = 0; i < int.MaxValue; i++)
{
token.ThrowIfCancellationRequested();
Console.WriteLine("Task 1 - Int value {0}", i);
}
}, token);
Task task2 = new Task(() =>
{
for (int i = 0; i < int.MaxValue; i++)
{
token.ThrowIfCancellationRequested();
Console.WriteLine("Task 2 - Int value {0}", i);
}
}, token);
// wait for input before we start the tasks
Console.WriteLine("Press enter to start tasks");
Console.WriteLine("Press enter again to cancel tasks");
Console.ReadLine();
// start the tasks
task1.Start();
task2.Start();
// read a line from the console.
Console.ReadLine();
// cancel the task
Console.WriteLine("Cancelling tasks");
tokenSource.Cancel();
// wait for input before exiting
Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");
Console.ReadLine();
}
5. 创建组合的取消Task的Token
我们可以用CancellationTokenSource.CreateLinkedTokenSource()方法来创建一个组合的token，这个组合的token有很多的CancellationToken组成。主要组合token中的任意一个token调用了Cancel()方法，那么使用这个组合token的所有task就会被取消。代码如下：
代码 static void Main(string[] args)
{
// create the cancellation token sources
CancellationTokenSource tokenSource1 = new CancellationTokenSource();
CancellationTokenSource tokenSource2 = new CancellationTokenSource();
CancellationTokenSource tokenSource3 = new CancellationTokenSource();
// create a composite token source using multiple tokens
CancellationTokenSource compositeSource =
CancellationTokenSource.CreateLinkedTokenSource(
tokenSource1.Token, tokenSource2.Token, tokenSource3.Token);
// create a cancellable task using the composite token
Task task = new Task(() =>
{
// wait until the token has been cancelled
compositeSource.Token.WaitHandle.WaitOne();
// throw a cancellation exception
throw new OperationCanceledException(compositeSource.Token);
}, compositeSource.Token);
// start the task
task.Start();
// cancel one of the original tokens
tokenSource2.Cancel();
// wait for input before exiting
Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");
Console.ReadLine();
}
6. 判断一个Task是否已经被取消了
可以使用Task的IsCancelled属性来判断task是否被取消了。代码如下：
代码 static void Main(string[] args)
{
// create the cancellation token source
CancellationTokenSource tokenSource1 = new CancellationTokenSource();
// create the cancellation token
CancellationToken token1 = tokenSource1.Token;
// create the first task, which we will let run fully
Task task1 = new Task(() =>
{
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
token1.ThrowIfCancellationRequested();
Console.WriteLine("Task 1 - Int value {0}", i);
}
}, token1);
// create the second cancellation token source
CancellationTokenSource tokenSource2 = new CancellationTokenSource();
// create the cancellation token
CancellationToken token2 = tokenSource2.Token;
// create the second task, which we will cancel
Task task2 = new Task(() =>
{
for (int i = 0; i < int.MaxValue; i++)
{
token2.ThrowIfCancellationRequested();
Console.WriteLine("Task 2 - Int value {0}", i);
}
}, token2);
// start all of the tasks
task1.Start();
task2.Start();
// cancel the second token source
tokenSource2.Cancel();
// write out the cancellation detail of each task
Console.WriteLine("Task 1 cancelled? {0}", task1.IsCanceled);
Console.WriteLine("Task 2 cancelled? {0}", task2.IsCanceled);
// wait for input before exiting
Console.WriteLine("Main method complete. Press enter to finish.");
Console.ReadLine();
}
今天就写到这里，比较的简单，都是一些很基础的东西，只有这样，后面深入讲解的时候才更加的顺利。
谢谢各位！
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