C# Task 应用实例详解

什么是 Task？

Task 是 .NET Framework 中提供的一种异步编程模式，它可以将方法的执行放到另一个线程中，不会阻塞当前线程的执行，从而提高应用的响应速度和性能。Task 中的一个最重要的概念就是任务（Task），即异步执行的一项工作，它可以返回值、抛出异常和进行其他处理。

Task 的使用方法

创建 Task

Task 可以使用 Task 类的静态方法创建、使用 Lambda 表达式创建、使用 async/await 关键字创建等多种方式创建。

使用 Task 类的静态方法创建

Task t1 = Task.Run(() =>
{
    Console.WriteLine("Task 1 执行中...");
});

使用 Lambda 表达式创建

Task<int> t2 = new Task<int>(() =>
{
    Console.WriteLine("Task 2 执行中...");
    return 123;
});
t2.Start();

使用 async/await 关键字创建

async Task<string> TestAsync()
{
    Console.WriteLine("TestAsync 执行中...");
    await Task.Delay(1000);
    return "TestAsync 执行完成";
}

Task 间协作

Task 可以通过一些方法实现和协作和等待。如 ContinueWith、WaitAny、WaitAll 等。

ContinueWith

Task t1 = Task.Run(() =>
{
    Console.WriteLine("Task 1 执行中...");
});
Task t2 = t1.ContinueWith((task) =>
{
    Console.WriteLine("Task 2 执行中...");
});

WaitAny

Task t1 = Task.Run(() =>
{
    Console.WriteLine("Task 1 执行中...");
});
Task t2 = Task.Run(() =>
{
    Console.WriteLine("Task 2 执行中...");
});
var tasks = new Task[] { t1, t2 };
int index = Task.WaitAny(tasks);
Console.WriteLine("第 {0} 个任务完成。", index + 1);

WaitAll

Task t1 = Task.Run(() =>
{
    Console.WriteLine("Task 1 执行中...");
});
Task t2 = Task.Run(() =>
{
    Console.WriteLine("Task 2 执行中...");
});
var tasks = new Task[] { t1, t2 };
Task.WaitAll(tasks);
Console.WriteLine("所有任务完成。");

Task 应用实例

示例一：批量下载文件

假设有一个需要下载的文件列表，任务是使用多线程的方式并发下载这些文件。

using System.Net;
using System.Diagnostics;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var urls = new[]
        {
            "https://storage.googleapis.com/golang/go1.9.7.windows-amd64.msi",
            "https://storage.googleapis.com/golang/go1.8.7.windows-amd64.msi",
            "https://storage.googleapis.com/golang/go1.7.6.windows-amd64.msi",
            "https://storage.googleapis.com/golang/go1.6.4.windows-amd64.msi",
            "https://storage.googleapis.com/golang/go1.5.4.windows-amd64.msi"
        };
        var sw = Stopwatch.StartNew();
        var tasks = new Task[urls.Length];
        for (int i = 0; i < urls.Length; i++)
        {
            tasks[i] = Task.Run(() =>
            {
                WebClient client = new WebClient();
                client.DownloadFile(urls[i], urls[i].Split('/').Last());
                Console.WriteLine("{0} 下载完成。", urls[i].Split('/').Last());
            });
        }
        Task.WaitAll(tasks);
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("{0} 秒后下载完成。", sw.ElapsedMilliseconds / 1000f);
    }
}

示例二：批量转码视频

假设有一个视频列表，任务是使用多线程的方式并发转码这些视频。

using System;
using System.Diagnostics;
using System.IO;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var videos = new[]
        {
            "video1.mp4",
            "video2.mp4",
            "video3.mp4",
            "video4.mp4",
            "video5.mp4"
        };
        var sw = Stopwatch.StartNew();
        var tasks = new Task[videos.Length];
        for (int i = 0; i < videos.Length; i++)
        {
            tasks[i] = Task.Run(() =>
            {
                var input = videos[i];
                var output = input.Replace(".mp4", ".avi");
                var arguments = string.Format("-i {0} -c:v libx264 -c:a libmp3lame -s 640x480 -preset:v ultrafast -tune:v animation -b:v 1000K -threads 0 -y {1}", input, output);
                var process = Process.Start(Path.Combine(Environment.CurrentDirectory, "ffmpeg.exe"), arguments);
                process.WaitForExit();
                Console.WriteLine("{0} 转码完成。", input);
            });
        }
        Task.WaitAll(tasks);
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("{0} 秒后转码完成。", sw.ElapsedMilliseconds / 1000f);
    }
}

总结

Task 作为 .NET Framework 中异步编程模式的一种实现，可以显著提高应用程序的响应速度和性能。通过 Task 的多种创建方式和协作方法，可以实现更复杂的任务处理和异步编程，同时还可以提高代码的可读性和可维护性。