.Net4.0并行库介绍——Cancellation Framework

在.net 4.0中，引入了一个新的类CancellationToken，这个类基本上集成了我们各种常用的取消方式，在并发任务中非常有用。

同步模式下的取消：

一种比较常见的需要支持取消功能的的是一些比较耗时的分段操作：如视频转换，网络下载等，这种方式下的取消机制如下：

1. 建立一个标记位，表示该操作是否已经取消
2. UI线程在获取到取消事件后，置标记位为true
3. 耗时的操作线程里，没进行一小段操作之后查询该标记位，如果为true则主动退出。

使用方式如下：

    EventHandler externalEvent;     void Example1()     {         CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();         externalEvent +=            (sender, obj) => { cts.Cancel(); }; //wire up an external requester         try         {             int val = LongRunningFunc(cts.Token);         }         catch (OperationCanceledException)         {             //cleanup after cancellation if required...         }     }
    private static int LongRunningFunc(CancellationToken token)     {         int total = 0;         for (int i = 0; i < 1000; i++)         {             for (int j = 0; j < 1000; j++)             {                 total++;             }             if (token.IsCancellationRequested)             { // observe cancellation                 throw new OperationCanceledException(token); // acknowledge cancellation             }         }         return total;     }

异步模式下的取消

另外一种常见的方式是在一些异步操作中，往往不能主动释放，只能等待异步操作回调的时候才能操作结果。此时一般取消方法如下：

1. 任务线程注册异步操作完成的回调函数，开始异步操作。
2. UI线程接受取消指令，置取消标记位，并主动执行回调函数
3. 回调函数中通过取消标记位判断该任务是已经完成还是被取消的，并执行相关析构操作。

使用方式如下：

    void BlockingOperation(CancellationToken token)     {         ManualResetEvent mre = new ManualResetEvent(false);         //register a callback that will set the MRE         CancellationTokenRegistration registration =            token.Register(() => mre.Set());         using (registration)         {             mre.WaitOne();             if (token.IsCancellationRequested) //did cancellation wake us?                 throw new OperationCanceledException(token);         } //dispose the registration, which performs the deregisteration.     }

这里我们通过CancellationToken注册了一个回调方法以通知任务等待线程，也可以以我们经常使用的WaitHandle的那样的方式使用。

    void Wait(WaitHandle wh, CancellationToken token)     {         WaitHandle.WaitAny(new[] { wh, token.WaitHandle });         if (token.IsCancellationRequested) //did cancellation wake us?             throw new OperationCanceledException(token);     }

高级应用

由于例子比较简单，这里就只列举一下代码，不多介绍了。

一个CancellationToken对应多个任务

    void Example4()     {         CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();         Func1(cts.Token);         Func2(cts.Token);         Func3(cts.Token);         //...         cts.Cancel(); // all listeners see the same cancellation request.     }

一个任务对应多个CancellationToken

    void LinkingExample(CancellationToken ct1, CancellationToken ct2)     {         CancellationTokenSource linkedCTS =         CancellationTokenSource.CreateLinkedTokenSource(ct1, ct2);         try         {             SlowFunc(linkedCTS.Token);         }         catch (OperationCanceledException oce)         {             if (ct1.IsCancellationRequested)             {                 // ...             }             else if (ct2.IsCancellationRequested)             {                 // ...             }         }         linkedCTS.Dispose(); // clean up the linking. required.     }

最后我们再来一个并发查询时取消的例子：

    private void RunQuery()     {         int[] data = { 1, 2, 3 };         CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();         var query = data.AsParallel()                      .WithCancellation(cts.Token) // token given to library code                      .Select((x) => SlowFunc(x, cts.Token)); // token passed to user code     }
    private int SlowFunc(int x, CancellationToken token)     {        int result        while(...)        {           if (token.IsCancellationRequested)              throw new OperationCanceledException(token);           ...        }        return result;     }

小结

.net 4.0中的Cancellation Framework还是非常实用的，通过它可以更有效的简化及规范的使用各种取消的操作方式，由于我也只会皮毛，在这里也只是介绍了它的基本用法，在后续的学习和应用中将继续进一步介绍。