OAP

Lab 9 Введение в многопоточность

Параллельное программирование и библиотека TPL

System.Threading.Tasks

Task task = new Task(
    () => Console.WriteLine("Hello Task!")
);
task.Start();

Process finished with exit code 0.

Task.Factory.StartNew()

Task task = Task.Factory.StartNew(
    () => Console.WriteLine("Hello Task!")
);

Process finished with exit code 0.

Task.Run()

Task task = Task.Run(
    () => Console.WriteLine("Hello Task!")
);

Process finished with exit code 0.

Рассмотрим пример асинхронного метода:

using System;
using System.Threading.Tasks;
 
Task task1 = new Task(
    () => Console.WriteLine("Task1 is executed"));
task1.Start();

Task task2 = Task.Factory.StartNew(
    () => Console.WriteLine("Task2 is executed"));

Task task3 = Task.Run(
    () => Console.WriteLine("Task3 is executed"));
    
Console.ReadLine();

Task1 is executed
Task3 is executed
Task2 is executed

Ожидание задачи

using System;
using System.Threading;
 
Task task = new Task(Display);
task.Start();
    
Console.WriteLine(
    "Завершение метода Main");

Console.ReadLine();

static void Display()
{
    Console.WriteLine(
        "Начало работы метода Display");

    Console.WriteLine(
        "Завершение работы метода Display");
}

Завершение метода Main
Начало работы метода Display    
Завершение работы метода Display

Aсинхронное программирование. Асинхронные методы, async и await

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

FactorialAsync();   

Console.WriteLine(
    "Введите число: ");

int n = Int32.Parse(Console.ReadLine());

Console.WriteLine(
    $"Квадрат числа равен {n * n}");
    
Console.Read();


static void Factorial()
{
    int result = 1;
    for(int i = 1; i <= 6; i++)
    {
        result *= i;
    }
    Thread.Sleep(8000);
    Console.WriteLine(
        $"Факториал равен {result}");
}

static async void FactorialAsync()
{
    Console.WriteLine(
        "Начало метода FactorialAsync");
    
    await Task.Run(()=>Factorial());

    Console.WriteLine(
        "Конец метода FactorialAsync");
}

Начало метода FactorialAsync
Введите число: 
3
Квадрат числа равен 9
Факториал равен 720
Конец метода FactorialAsync

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.IO;
 
ReadWriteAsync();
    
Console.WriteLine("Некоторая работа");
Console.Read();


static async void ReadWriteAsync()
{
    string s = "Hello world! One step at a time";

    using (StreamWriter writer = new StreamWriter("hello.txt", false))
    {
        await writer.WriteLineAsync(s);  
    }
    using (StreamReader reader = new StreamReader("hello.txt"))
    {
        string result = await reader.ReadToEndAsync();  
        Console.WriteLine(result);
    }
} 

Hello world! One step at a time

Task.Run()

static void Factorial()
{
    int result = 1;
    for (int i = 1; i <= 6; i++)
    {
        result *= i;
    }
    Thread.Sleep(8000);
    Console.WriteLine($"Факториал равен {result}");
}
static async void FactorialAsync()
{
    await Task.Run(()=>Factorial()); 
}

Process finished with exit code 0.

Можно определить асинхронную операцию с помощью лямбда-выражения:

static async void FactorialAsync()
{
    await Task.Run(() =>
    {
        int result = 1;
        for (int i = 1; i <= 6; i++)
        {
            result *= i;
        }
        Thread.Sleep(8000);
        Console.WriteLine($"Факториал равен {result}");
    });
}

Process finished with exit code 0.

Передача параметров в асинхронную операцию

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
 

FactorialAsync(5);
FactorialAsync(6);
Console.WriteLine("Некоторая работа");
Console.Read();


static void Factorial(int n)
{
    int result = 1;
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        result *= i;
    }
    Thread.Sleep(5000);
    Console.WriteLine($"Факториал равен {result}");
}
static async void FactorialAsync(int n)
{
    await Task.Run(()=>Factorial(n));
}

Некоторая работа
Факториал равен 720
Факториал равен 120

Получение результата из асинхронной операции

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
 

FactorialAsync(5);
FactorialAsync(6);
Console.Read();


static int Factorial(int n)
{
    int result = 1;
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        result *= i;
    }
    return result;
}
static async void FactorialAsync(int n)
{
    int x = await Task.Run(()=>Factorial(n));
    Console.WriteLine($"Факториал равен {x}");
}

Факториал равен 120
Факториал равен 720

Void

static void Factorial(int n)
{
    int result = 1;
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        result *= i;
    }
    Console.WriteLine($"Факториал равен {result}");
}

static async void FactorialAsync(int n)
{
    await Task.Run(()=>Factorial(n));
}

Process finished with exit code 0.

Task

using System;
using System.Threading.Tasks;

FactorialAsync(5);
FactorialAsync(6);
Console.WriteLine("Некоторая работа");
Console.Read();

static void Factorial(int n)
{
    int result = 1;
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        result *= i;
    }
    Console.WriteLine($"Факториал равен {result}");
}
    
static async Task FactorialAsync(int n)
{
    await Task.Run(()=>Factorial(n));
}

Некоторая работа
Факториал равен 720
Факториал равен 120

Task

using System;
using System.Threading.Tasks;

int n1 = await FactorialAsync(5);
int n2 = await FactorialAsync(6);
Console.WriteLine($"n1={n1}  n2={n2}");
Console.Read();

static int Factorial(int n)
{
    int result = 1;
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        result *= i;
    }
    return result;
}
static async Task<int> FactorialAsync(int n)
{
    return await Task.Run(()=>Factorial(n));
}

n1=120  n2=720

Последовательный и параллельный вызов асинхронных операций

using System;
using System.Threading.Tasks;

FactorialAsync();
Console.Read();

static void Factorial(int n)
{
    int result = 1;
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        result *= i;
    }
    Console.WriteLine($"Факториал числа {n} равен {result}");
}

static async void FactorialAsync()
{
    await Task.Run(() => Factorial(4));
    await Task.Run(() => Factorial(3));
    await Task.Run(() => Factorial(5));
}

Факториал числа 4 равен 24
Факториал числа 3 равен 6  
Факториал числа 5 равен 120

Обработка ошибок в асинхронных методах

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
 

FactorialAsync(-4);
FactorialAsync(6);
Console.Read();

static void Factorial(int n)
{
    if (n < 1)
        throw new Exception($"{n} : число не должно быть меньше 1");
    int result = 1;
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        result *= i;
    }
    Console.WriteLine($"Факториал числа {n} равен {result}");
}
    
static async void FactorialAsync(int n)
{
    try
    {
        await Task.Run(() => Factorial(n));
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Console.WriteLine(ex.Message);
    }
}

Факториал числа 6 равен 720
-4 : число не должно быть меньше 1

Отмена асинхронных операций

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
 
CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
CancellationToken token = cts.Token;
FactorialAsync(6, token);
Thread.Sleep(3000);
cts.Cancel();
Console.Read();

static void Factorial(int n, CancellationToken token)
{
    int result = 1;
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        if (token.IsCancellationRequested)
        {
            Console.WriteLine(
                "Операция прервана токеном");
            return;
        }
        result *= i;
        Console.WriteLine(
            $"Факториал числа {i} равен {result}");
        Thread.Sleep(1000);
    }
}
static async void FactorialAsync(int n, CancellationToken token)
{
    if(token.IsCancellationRequested)
        return;
    await Task.Run(()=>Factorial(n, token));
}

Факториал числа 1 равен 1
Факториал числа 2 равен 2
Факториал числа 3 равен 6
Операция прервана токеном