.NET中按预定顺序执行任务
2024-10-20 09:34:30
更新记录
本文迁移自Panda666原博客，原发布时间：2021年7月1日。
一、说明
在.NET中线程可以定义按先后顺序进行执行，适合部分有先后次序的业务逻辑。Task也可以按照预定义的先后顺序执行。现在我们分别用Thread和Task实现按次序执行业务逻辑。
二、使用ManualResetEvent类实现Thread的执行顺序
ManualResetEvent类表示 线程同步事件，通过信号机制来控制 多个线程。通过手动控制信号，实现线程通过信号互相通信。通常用于控制线程的先后顺序。注意：除了可以用ManualResetEvent类还可以使用AutoResetEvent类实现线程同步操作。
2.1基本使用
ManualResetEvent构造函数
ManualResetEvent的构造函数如下：
private static ManualResetEvent mre = new ManualResetEvent(false);
构造函数的参数指示信号的初始状态。
true 表示“开启”，线程可以访问资源，WaitOne处时，阻塞恢复正常执行。
false 表示“关闭”，线程碰到WaitOne处时，则发送阻塞暂停。
Set()方法
将事件状态设置为“开启”，类似“绿灯”可以通行。
被WaitOne() 方法阻塞的一/多个线程将可以继续执行代码。
Reset()方法
将事件状态设置为“关闭”，类似“红灯”禁止通行。
线程执行到WaitOne()方法时，就发生阻塞，阻止当前线程继续执行。
实现了和构造函数传入默认值false一样的效果。
直接再次接收信号(调用Set方法)，才会再次执行被阻塞的代码。
WaitOne()方法
WaitOne()方法用于等待信号。
当事件状态设置为“开启”时，不进行阻塞，代码继续执行。
当事件状态设置为“关闭”时，进行阻塞，代码不继续执行。
WaitOne()方法发生阻塞的情况：
- 事件同步对象一开始就设置信号为false
- 调用了事件同步对象的Reset()方法
WaitOne()方法发生不阻塞的情况： - 事件同步对象一开始就设置信号为true
- 调用了事件同步对象的Set()方法
2.2实例：主线程控制被控制的线程
using System;
using System.Threading;
namespace ConsoleApplication2
{
/// <summary>
/// 测试类
/// </summary>
class PandaTestClass
{
/// <summary>
/// 测试使用的被控制的线程
/// </summary>
public Thread TestThread { get; set; } = null;
/// <summary>
/// 信号事件对象
/// 参数设置为false,需要手动开启
/// </summary>
public ManualResetEvent manualEvent = new ManualResetEvent(false);
/// <summary>
/// 构造函数
/// </summary>
public PandaTestClass()
{
//线程实例化
TestThread = new Thread(this.Run);
//线程执行
TestThread.Start();
}
/// <summary>
/// 线程具体执行的内容
/// </summary>
private void Run()
{
//模拟耗时的事情
while (true)
{
//根据信号是否进行阻塞当前事情
this.manualEvent.WaitOne();
//打印出当前线程Id
Console.WriteLine("线程id:{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
//模拟耗时的事情
Thread.Sleep(2000);
}
}
/// <summary>
/// 开启
/// </summary>
public void Start()
{
//发送信号（设置为开启信号）
this.manualEvent.Set();
}
/// <summary>
/// 停止
/// </summary>
public void Stop()
{
//关闭信号（设置有无信号）
this.manualEvent.Reset();
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//新建测试使用的类型实例
PandaTestClass pandaTestClass = new PandaTestClass();
//无限循环获得用户的输入
while (true)
{
Console.WriteLine("输入 STOP ,后台线程会挂起");
Console.WriteLine("输入 START,后台线程会执行");
//获得用户输入
string userInput = (Console.ReadLine()).ToLower().Trim();
//停止被控制的线程
if (userInput == "stop")
{
Console.WriteLine("线程停止运行");
//停止被控制的线程
pandaTestClass.Stop();
}
//开启被控制的线程
if (userInput == "start")
{
Console.WriteLine("线程开启运行");
//停止被控制的线程
pandaTestClass.Start();
}
}
}
}
}
2.3实例：阻塞主线程来运行被控制线程
using System;
using System.Threading;
namespace PandaTestNamespace
{
class Program
{
//新建线程同步信号事件对象
//参数设置为false表示默认无信号
static ManualResetEvent mnlEvt = new ManualResetEvent(false);
//主线程
static void Main(string[] args)
{
//被控制的线程
Thread th = new Thread(() =>
{
int n = 1;
int result = 0;
while (n <= 100)
{
// 模拟耗时任务
Thread.Sleep(20);
result += n;
Console.WriteLine("正在计算：{0}", n++);
}
Console.WriteLine("计算结果：{0}", result);
//将事件状态设置为开启信号，继续执行WaitOne后续的代码
mnlEvt.Set();
});
//开启线程
th.Start();
Console.WriteLine("正在等待线程计算……");
//因为信号同步事件对象初始化为无信号
//所以这里造成阻塞，需要等待信号到来
//这时候系统会执行被控制的线程
mnlEvt.WaitOne();
Console.WriteLine("计算完毕！");
//测试使用的等待
Console.ReadKey();
}
}
}
2.4实例：按次序依次执行3个线程
using System;
using System.Threading;
namespace PandaTestNamespace
{
class Program
{
//新建线程同步信号事件对象
//参数设置为false表示默认无信号
static ManualResetEvent mnlEvt1 = new ManualResetEvent(false);
static ManualResetEvent mnlEvt2 = new ManualResetEvent(false);
static ManualResetEvent mnlEvt3 = new ManualResetEvent(false);
//主线程
static void Main(string[] args)
{
//被控制的线程1
Thread th1 = new Thread(() =>
{
int n = 1;
int result = 0;
while (n <= 100)
{
// 模拟耗时任务
Thread.Sleep(20);
result += n;
Console.WriteLine("线程1正在计算：{0}", n++);
}
Console.WriteLine("线程1计算结果：{0}", result);
//将事件状态设置为开启信号，继续执行WaitOne后续的代码
mnlEvt1.Set();
});
//开启线程1
th1.Start();
//被控制的线程2
Thread th2 = new Thread(() =>
{
//等待任务1完成
mnlEvt1.WaitOne();
int n = 1;
int result = 0;
while (n <= 100)
{
// 模拟耗时任务
Thread.Sleep(20);
result += n;
Console.WriteLine("线程2正在计算：{0}", n++);
}
Console.WriteLine("线程2计算结果：{0}", result);
//将事件状态设置为开启信号，继续执行WaitOne后续的代码
mnlEvt2.Set();
});
//开启线程2
th2.Start();
//被控制的线程3
Thread th3 = new Thread(() =>
{
//等待任务2完成
mnlEvt2.WaitOne();
int n = 1;
int result = 0;
while (n <= 100)
{
// 模拟耗时任务
Thread.Sleep(20);
result += n;
Console.WriteLine("线程3正在计算：{0}", n++);
}
Console.WriteLine("线程3计算结果：{0}", result);
//将事件状态设置为开启信号，继续执行WaitOne后续的代码
mnlEvt3.Set();
});
//开启线程3
th3.Start();
Console.WriteLine("正在等待线程计算……");
//因为信号同步事件对象初始化为无信号
//所以这里造成阻塞，需要等待信号到来
//这时候系统会执行被控制的线程
mnlEvt3.WaitOne();
Console.WriteLine("计算完毕！");
//测试使用的等待
Console.ReadKey();
}
}
}
三、使用Task任务延续
在Task中可以使用任务延续的概念实现我们上面Thread想要的效果。通过Task.ContinueWith()方法进行任务延续。
3.1串联任务
上一个任务完成后再进行下一个任务。
Task<int> task1 = Task.Run(() => { return 10; })
.ContinueWith((preivewTask) =>{ return preivewTask.Result + 10; })
.ContinueWith((previewTask) => { return previewTask.Result + 10; });
Console.WriteLine(task1.Result); //30
3.2实例：任务延续，任务123会按顺序执行
using System.Threading.Tasks;
//任务1
Task t1 = Task.Run(() => {
Console.WriteLine("T1 Begin Task");
}).ContinueWith(t1=> {
Console.WriteLine("T1 Continue Task");
});
//任务2
Task t2 = t1.ContinueWith(t1 => {
Console.WriteLine("T2 Continue Task");
});
//任务3
Task t3 = t2.ContinueWith(t2 => {
Console.WriteLine("T3 Continue Task");
});
//等待所有任务完成
Task.WaitAll(new Task[] { t1, t2, t3 });
//output
// T1 Begin Task
// T1 Continue Task
// T2 Continue Task
// T3 Continue Task
// 执行完成
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