C#并行编程之Task任务

在C#中，任务（Task）是一种表示异步操作的对象，它可以在完成时返回一个结果，也可以不返回任何东西。任务可以被链接在一起，创建任务分组，以及异步等待多个任务的完成。

创建任务

在C#中，我们可以使用Task类创建异步任务。Task类有很多不同的构造函数，其中最常用的是接受一个Action委托的构造函数，如下所示：

Task task = new Task(() =>
{
    // 这里是异步操作的代码
});

这将创建一个异步任务对象，该对象将执行Action委托中指定的方法。

我们也可以使用Task.Factory.StartNew()方法创建一个带有任务返回值的任务，例如：

Task<int> task = Task.Factory.StartNew(() =>
{
    // 这里是异步操作的代码
    // 返回一个int值
    return 42;
});

处理任务完成事件

我们可以使用Task类的几个方法来处理任务完成事件。其中，最常用的方法是ContinueWith()。这个方法将在任务完成后执行指定的操作。例如：

Task task = new Task(() =>
{
    // 这里是异步操作的代码
});

// 这个任务完成后将执行指定的操作
task.ContinueWith(t =>
{
    // 这里是操作完成后的代码
});

task.Start();

在上面的代码中，任务完成后，ContinueWith()方法将执行传入的Action委托。

我们也可以创建一个带返回值的任务，并在任务完成后进行操作。例如：

Task<int> task = Task.Factory.StartNew(() =>
{
    // 这里是异步操作的代码
    // 返回一个int值
});

task.ContinueWith(t =>
{
    // 这里是操作完成后的代码
    int result = t.Result;
});

在上面的代码中，ContinueWith()方法将在任务完成后执行，t.Result将返回异步操作的结果。

处理多个任务

如果我们需要同时处理多个任务，我们可以创建一个任务数组并运行它们。我们可以使用Task.WaitAll()方法异步等待所有任务完成。例如：

Task[] tasks = new Task[3];
tasks[0] = Task.Factory.StartNew(() =>
{
    // 这里是任务1的异步操作代码
});

tasks[1] = Task.Factory.StartNew(() =>
{
    // 这里是任务2的异步操作代码
});

tasks[2] = Task.Factory.StartNew(() =>
{
    // 这里是任务3的异步操作代码
});

Task.WaitAll(tasks);

// 所有任务完成后，执行这里的代码

在上面的代码中，Task.WaitAll()方法将异步等待所有任务完成。当所有任务都完成时，将执行注释部分的代码。

示例1：计算数字之和代码

下面是一个示例，使用任务计算一组数字的总和。

int[] data = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
Task<int> task = Task.Factory.StartNew(() =>
{
    int sum = 0;
    foreach (int i in data)
    {
        sum += i;
    }
    return sum;
});

task.ContinueWith(t =>
{
    int sum = t.Result;
    Console.WriteLine($"sum={sum}");
});

在这个示例中，创建了一个任务来计算一组数字的总和。当任务完成时，输出计算得到的总和。

示例2：下载并合并多个文件代码

下面是另一个示例，使用多个任务下载并合并多个文件。

List<string> urls = new List<string>() { "url1", "url2", "url3" };
List<byte[]> fileDataList = new List<byte[]>();
List<Task> tasks = new List<Task>();

foreach (string url in urls)
{
    Task task = Task.Factory.StartNew(() =>
    {
        // 下载文件数据
        byte[] fileData = DownloadData(url);
        lock (fileDataList)
        {
            // 将下载的文件数据加入到列表中
            fileDataList.Add(fileData);
        }
    });

    tasks.Add(task);
}

Task.WaitAll(tasks.ToArray());

// 将所有文件数据合并到一个大的文件数组中
byte[] mergedData = MergeData(fileDataList);

// 将合并后的数据写入文件
WriteMergedDataToFile(mergedData);

在这个示例中，使用多个任务下载一组文件，然后将所有文件数据合并到一个大的文件数组中，并将结果写入文件。任务使用线程安全技术，确保能正确地将文件数据添加到文件数据列表中。