Aufgabenparallelität (Task Parallel Library)

Die Task Parallel Library (TPL) basiert, wie der Name vermuten lässt, auf dem Konzept von Aufgaben. Der Begriff Aufgabenparallelität bezeichnet eine oder mehrere eigenständige Aufgaben, die gleichzeitig ausgeführt werden. Eine Aufgabe ist ein asynchroner Vorgang und ähnelt in gewissen Aspekten der Erstellung eines neuen Threads oder einer Arbeitsaufgabe im Threadpool, ist jedoch auf einer höheren Ebene der Abstraktion angesiedelt. Aufgaben bieten zwei Hauptvorteile:

• Effiziente und skalierbare Verwendung von Systemressourcen.

  Im Hintergrund werden Aufgaben in die Warteschlange des Threadpools eingereiht, der mit Algorithmen (z. B. Hill-Climbing) verbessert wurde, durch die die Anzahl von Threads bestimmt und angepasst und somit der Durchsatz maximiert wird. Aufgaben sind hierdurch relativ einfach strukturiert, und Sie können für eine differenzierte Parallelität viele Aufgaben erstellen. Als Ergänzung hierzu werden allgemeingültige Arbeitsübernahme-Algorithmen eingesetzt, um einen Lastenausgleich bereitzustellen.

• Stärker programmgesteuerte Kontrolle als bei Threads oder Arbeitsaufgaben.

  Aufgaben und das diese umgebende Framework stellen einen umfangreichen Satz von APIs bereit, die Warten, Abbruch, Fortsetzungen, robuste Ausnahmebehandlung, detaillierte Zustandsangaben, benutzerdefinierte Planung und Vieles mehr unterstützen.

Aus diesen Gründen sind Aufgaben in .NET Framework 4 die bevorzugte API zum Schreiben von asynchronem und parallelem Multithreadcode.

Implizites Erstellen und Ausführen von Aufgaben

Die Parallel.Invoke-Methode bietet eine einfache Möglichkeit, eine beliebige Anzahl willkürlicher Anweisungen gleichzeitig auszuführen. Sie müssen nur einen Action-Delegaten für jede Arbeitsaufgabe übergeben. Die einfachste Möglichkeit, diese Delegaten zu erstellen, sind Lambda-Ausdrücke. Der Lambda-Ausdruck kann entweder eine benannte Methode aufrufen oder den Code inline bereitstellen. Im folgenden Beispiel wird ein grundlegender Invoke-Aufruf dargestellt, der zwei Aufgaben erstellt und startet, die gleichzeitig ausgeführt werden.

Hinweis
In dieser Dokumentation werden Delegaten in TPL mithilfe von Lambda-Ausdrücken definiert.Falls Sie nicht mit der Verwendung von Lambda-Ausdrücken in C# oder Visual Basic vertraut sind, finden Sie entsprechende Informationen unter Lambda-Ausdrücke in PLINQ und TPL.

Parallel.Invoke(Sub() DoSomeWork(), Sub() DoSomeOtherWork())

Parallel.Invoke(() => DoSomeWork(), () => DoSomeOtherWork());

Hinweis
Die Anzahl von Task-Instanzen, die im Hintergrund von Invoke erstellt werden, ist nicht notwendigerweise mit der Anzahl der bereitgestellten Delegaten identisch.Die TPL kann verschiedene Optimierungen einsetzen, besonders bei einer großen Anzahl von Delegaten.

Weitere Informationen finden Sie unter Gewusst wie: Ausführen von parallelen Vorgängen mithilfe von Parallel.Invoke.

Wenn Sie die Aufgabenausführung präziser steuern oder einen Wert in der Aufgabe zurückgeben möchten, müssen Sie expliziter mit Task-Objekten arbeiten.

Explizites Erstellen und Ausführen von Aufgaben

Eine Aufgabe wird durch die System.Threading.Tasks.Task-Klasse dargestellt. Eine Aufgabe, die einen Wert zurückgibt, wird durch die System.Threading.Tasks.Task<TResult>-Klasse dargestellt, die von Task erbt. Das Task-Objekt verarbeitet die Infrastrukturdetails und stellt Methoden sowie Eigenschaften bereit, auf die während der gesamten Lebensdauer der Aufgabe vom aufrufenden Thread aus zugegriffen werden kann. Sie können beispielsweise jederzeit auf die Status-Eigenschaft einer Aufgabe zugreifen, um zu ermitteln, ob die Ausführung gestartet, abgeschlossen oder abgebrochen wurde bzw. ob eine Ausnahme ausgelöst wurde. Der Status wird durch eine TaskStatus-Enumeration dargestellt.

Wenn Sie eine Aufgabe erstellen, weisen Sie dieser einen Benutzerdelegaten zu, der den von der Aufgabe ausgeführten Code kapselt. Der Delegat kann als benannter Delegat, als anonyme Methode oder als Lambda-Ausdruck angegeben werden. Lambda-Ausdrücke können einen Aufruf einer benannten Methode enthalten, wie im folgenden Beispiel gezeigt.

        ' Create a task and supply a user delegate by using a lambda expression.
        Dim taskA = New Task(Sub() Console.WriteLine("Hello from taskA."))

        ' Start the task.
        taskA.Start()

        ' Output a message from the joining thread.
        Console.WriteLine("Hello from the joining thread.")

        ' Output:
        ' Hello from the joining thread.
        ' Hello from taskA. 

            // Create a task and supply a user delegate by using a lambda expression.
            var taskA = new Task(() => Console.WriteLine("Hello from taskA."));

            // Start the task.
            taskA.Start();

            // Output a message from the joining thread.
            Console.WriteLine("Hello from the calling thread.");


            /* Output:
             * Hello from the joining thread.
             * Hello from taskA. 
             */

Sie können auch die StartNew-Methode verwenden, um eine Aufgabe in einem Schritt zu erstellen und zu starten. Dies ist die bevorzugte Vorgehensweise zum Erstellen und Starten von Aufgaben, wenn Erstellung und Planung nicht getrennt werden müssen, wie im folgenden Beispiel gezeigt.

' Better: Create and start the task in one operation.
Dim taskA = Task.Factory.StartNew(Sub() Console.WriteLine("Hello from taskA."))

' Output a message from the joining thread.
Console.WriteLine("Hello from the joining thread.")

// Create and start the task in one operation.
var taskA = Task.Factory.StartNew(() => Console.WriteLine("Hello from taskA."));

// Output a message from the joining thread.
Console.WriteLine("Hello from the joining thread.");

Die Aufgabe verfügt über eine statische Factory-Eigenschaft, die eine Standardinstanz von TaskFactory zurückgibt, sodass Sie die Methode als Task.Factory.StartNew(…) aufrufen können. Da die Aufgaben in diesem Beispiel den Typ System.Threading.Tasks.Task<TResult> aufweisen, verfügen sie zudem über eine öffentliche Result-Eigenschaft, die das Ergebnis der Berechnung enthält. Die Aufgaben werden asynchron ausgeführt und können in einer beliebigen Reihenfolge abgeschlossen werden. Wenn vor Abschluss der Berechnung auf Result zugegriffen wird, sperrt die Eigenschaft den Thread, bis der Wert verfügbar ist.

Dim taskArray() = {Task(Of Double).Factory.StartNew(Function() DoComputation1()),
                   Task(Of Double).Factory.StartNew(Function() DoComputation2()),
                   Task(Of Double).Factory.StartNew(Function() DoComputation3())}


Dim results() As Double
ReDim results(taskArray.Length)
For i As Integer = 0 To taskArray.Length
    results(i) = taskArray(i).Result
Next

Task<double>[] taskArray = new Task<double>[]
   {
       Task<double>.Factory.StartNew(() => DoComputation1()),

       // May be written more conveniently like this:
       Task.Factory.StartNew(() => DoComputation2()),
       Task.Factory.StartNew(() => DoComputation3())                
   };

double[] results = new double[taskArray.Length];
for (int i = 0; i < taskArray.Length; i++)
    results[i] = taskArray[i].Result;

Weitere Informationen finden Sie unter Gewusst wie: Zurückgeben eines Werts aus einer Aufgabe.

Wenn Sie einen Lambda-Ausdruck verwenden, um den Delegaten einer Aufgabe zu erstellen, haben Sie Zugriff auf alle Variablen, die an dieser Stelle im Quellcode sichtbar sind. In einigen Fällen jedoch, insbesondere in Schleifen, wird die Variable nicht wie möglicherweise erwartet vom Lambda-Ausdruck erfasst. Es wird nur der endgültige Wert erfasst, und nicht der nach jeder Iteration geänderte Wert. Sie können auf den Wert für jede Iteration zugreifen, indem Sie für die Aufgabe über ihren Konstruktor ein Zustandsobjekt bereitstellen, wie im folgenden Beispiel gezeigt:

    Class MyCustomData

        Public CreationTime As Long
        Public Name As Integer
        Public ThreadNum As Integer
    End Class

    Sub TaskDemo2()
        ' Create the task object by using an Action(Of Object) to pass in custom data
        ' in the Task constructor. This is useful when you need to capture outer variables
        ' from within a loop. 
        ' As an experiement, try modifying this code to capture i directly in the lamda,
        ' and compare results.
        Dim taskArray() As Task
        ReDim taskArray(10)
        For i As Integer = 0 To taskArray.Length - 1
            taskArray(i) = New Task(Sub(obj As Object)
                                        Dim mydata = CType(obj, MyCustomData)
                                        mydata.ThreadNum = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId
                                        Console.WriteLine("Hello from Task #{0} created at {1} running on thread #{2}.",
                                                          mydata.Name, mydata.CreationTime, mydata.ThreadNum)
                                    End Sub,
            New MyCustomData With {.Name = i, .CreationTime = DateTime.Now.Ticks}
            )
            taskArray(i).Start()
        Next

    End Sub

       class MyCustomData
       {
        public long CreationTime;
        public int Name;
        public int ThreadNum;
        }

    void TaskDemo2()
    {
        // Create the task object by using an Action(Of Object) to pass in custom data
        // in the Task constructor. This is useful when you need to capture outer variables
        // from within a loop. As an experiement, try modifying this code to 
        // capture i directly in the lambda, and compare results.
        Task[] taskArray = new Task[10];

        for(int i = 0; i < taskArray.Length; i++)
        {
            taskArray[i] = new Task((obj) =>
                {
                                        MyCustomData mydata = (MyCustomData) obj;
                                        mydata.ThreadNum = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
                                        Console.WriteLine("Hello from Task #{0} created at {1} running on thread #{2}.",
                                                          mydata.Name, mydata.CreationTime, mydata.ThreadNum)
                },
            new MyCustomData () {Name = i, CreationTime = DateTime.Now.Ticks}
            );
            taskArray[i].Start();
        }
    }

Dieser Zustand wird als Argument an den Aufgabendelegaten übergeben, und mit der AsyncState-Eigenschaft kann über das Aufgabenobjekt auf den Zustand zugegriffen werden. Außerdem bietet in einigen Szenarien das Übergeben von Daten über den Konstruktor möglicherweise eine etwas höhere Leistung.

Aufgaben-ID

Jeder Aufgabe wird eine ganzzahlige ID zugeordnet, durch die diese in einer Anwendungsdomäne eindeutig identifiziert wird und auf die mit der Id-Eigenschaft zugegriffen werden kann. Die ID vereinfacht das Anzeigen von Aufgabeninformationen in den Fenstern Parallele Stapel und Parallele Aufgaben des Visual Studio-Debuggers. Die ID wird verzögert erzeugt, d.h. sie wird erst nach einer entsprechenden Anforderung erstellt. Eine Aufgabe kann daher bei jeder Programmausführung eine andere ID haben. Weitere Informationen zum Anzeigen von Aufgaben-IDs im Debugger finden Sie unter Verwenden des Fensters "Parallele Stapel".

Aufgabenerstellungsoptionen

Die meisten APIs, die Aufgaben erstellen, stellen Überladungen bereit, die einen TaskCreationOptions-Parameter akzeptieren. Indem Sie eine dieser Optionen angeben, weisen Sie den Taskplaner an, wie die Aufgabe im Threadpool geplant werden soll. In der folgenden Tabelle sind die verschiedenen Aufgabenerstellungsoptionen aufgeführt.

Die Optionen können mit einer bitweisen OR-Operation kombiniert werden. Im folgenden Beispiel wird eine Aufgabe veranschaulicht, die über die LongRunning-Option und die PreferFairness-Option verfügt.

Dim task3 = New Task(Sub() MyLongRunningMethod(),
                        TaskCreationOptions.LongRunning Or TaskCreationOptions.PreferFairness)
task3.Start()

var task3 = new Task(() => MyLongRunningMethod(),
                    TaskCreationOptions.LongRunning | TaskCreationOptions.PreferFairness);
task3.Start();

Erstellen von Aufgabenfortsetzungen

Mithilfe der Task.ContinueWith-Methode und Task<TResult>.ContinueWith-Methode können Sie angeben, dass eine Aufgabe gestartet werden soll, wenn die Vorgängeraufgabe abgeschlossen wurde. An den Delegaten der Fortsetzungsaufgabe wird ein Verweis auf den Vorgänger übergeben, damit er dessen Status überprüfen kann. Zudem kann ein benutzerdefinierter Wert in der Result-Eigenschaft vom Vorgänger an die Fortsetzung übergeben werden, sodass die Ausgabe des Vorgängers als Eingabe für die Fortsetzung verwendet werden kann. Im folgenden Beispiel wird getData vom Programmcode gestartet. Anschließend wird analyzeData automatisch gestartet, wenn getData abgeschlossen wurde, und reportData wird gestartet, wenn analyzeData abgeschlossen wurde. getData erzeugt als Ergebnis ein Bytearray, das an analyzeData übergeben wird. analyzeData verarbeitet dieses Array und gibt ein Ergebnis zurück, dessen Typ vom Rückgabetyp der Analyze-Methode abgeleitet wird. reportData übernimmt die Eingabe von analyzeData und erzeugt ein Ergebnis, dessen Typ auf eine ähnliche Weise abgeleitet wird und das dem Programm in der Result-Eigenschaft zur Verfügung gestellt wird.

        Dim getData As Task(Of Byte()) = New Task(Of Byte())(Function() GetFileData())
        Dim analyzeData As Task(Of Double()) = getData.ContinueWith(Function(x) Analyze(x.Result))
        Dim reportData As Task(Of String) = analyzeData.ContinueWith(Function(y As Task(Of Double)) Summarize(y.Result))

        getData.Start()

        System.IO.File.WriteAllText("C:\reportFolder\report.txt", reportData.Result)

            Task<byte[]> getData = new Task<byte[]>(() => GetFileData());
            Task<double[]> analyzeData = getData.ContinueWith(x => Analyze(x.Result));
            Task<string> reportData = analyzeData.ContinueWith(y => Summarize(y.Result));

            getData.Start();

            //or...
            Task<string> reportData2 = Task.Factory.StartNew(() => GetFileData())
                                        .ContinueWith((x) => Analyze(x.Result))
                                        .ContinueWith((y) => Summarize(y.Result));

            System.IO.File.WriteAllText(@"C:\reportFolder\report.txt", reportData.Result);

Die ContinueWhenAll-Methode und die ContinueWhenAny-Methode ermöglichen es Ihnen, die Ausführung von mehreren Aufgaben fortzusetzen. Weitere Informationen finden Sie unter Fortsetzungsaufgaben und Gewusst wie: Verketten von mehreren Aufgaben mit Fortsetzungen.

Erstellen von getrennten geschachtelten Aufgaben

Wenn durch Benutzercode, der in einer Aufgabe ausgeführt wird, eine neue Aufgabe erstellt wird und die AttachedToParent-Option nicht angegeben ist, wird die neue Aufgabe auf keine besondere Weise mit der äußeren Aufgabe synchronisiert. Solche Aufgaben werden als getrennte geschachtelte Aufgabe bezeichnet. Im folgenden Beispiel wird eine Aufgabe dargestellt, die eine getrennte geschachtelte Aufgabe erstellt.

Dim outer = Task.Factory.StartNew(Sub()
                                      Console.WriteLine("Outer task beginning.")
                                      Dim child = Task.Factory.StartNew(Sub()
                                                                            Thread.SpinWait(5000000)
                                                                            Console.WriteLine("Detached task completed.")
                                                                        End Sub)
                                  End Sub)
outer.Wait()
Console.WriteLine("Outer task completed.")

' Output:
'     Outer task beginning.
'     Outer task completed.
'    Detached child completed.

            var outer = Task.Factory.StartNew(() =>
            {
                Console.WriteLine("Outer task beginning.");

                var child = Task.Factory.StartNew(() =>
                {
                    Thread.SpinWait(5000000);
                    Console.WriteLine("Detached task completed.");
                });

            });

            outer.Wait();
            Console.WriteLine("Outer task completed.");

            /* Output:
                Outer task beginning.
                Outer task completed.
                Detached task completed.

             */

Beachten Sie, dass die äußere Aufgabe nicht wartet, bis die geschachtelte Aufgabe abgeschlossen wurde.

Erstellen von untergeordneten Aufgaben

Wenn durch Benutzercode, der in einer Aufgabe ausgeführt wird, eine Aufgabe mit der AttachedToParent-Option erstellt wird, wird die neue Aufgabe als eine untergeordnete Aufgabe der ursprünglichen Aufgabe bezeichnet, die als übergeordnete Aufgabe bezeichnet wird. Mithilfe der AttachedToParent-Option können Sie eine strukturierte Aufgabenparallelität angeben, da die übergeordnete Aufgabe implizit auf den Abschluss aller untergeordneten Aufgaben wartet. Im folgenden Beispiel wird eine Aufgabe dargestellt, die eine untergeordnete Aufgabe erstellt:

Dim parent = Task.Factory.StartNew(Sub()
                                       Console.WriteLine("Parent task beginning.")
                                       Dim child = Task.Factory.StartNew(Sub()
                                                                             Thread.SpinWait(5000000)
                                                                             Console.WriteLine("Attached child completed.")
                                                                         End Sub,
                                                                         TaskCreationOptions.AttachedToParent)

                                   End Sub)
outer.Wait()
Console.WriteLine("Parent task completed.")

' Output:
'     Parent task beginning.
'     Attached child completed.
'     Parent task completed.

var parent = Task.Factory.StartNew(() =>
{
    Console.WriteLine("Parent task beginning.");

    var child = Task.Factory.StartNew(() =>
    {
        Thread.SpinWait(5000000);
        Console.WriteLine("Attached child completed.");
    }, TaskCreationOptions.AttachedToParent);

});

parent.Wait();
Console.WriteLine("Parent task completed.");

/* Output:
    Parent task beginning.
    Attached task completed.
    Parent task completed.
 */

Weitere Informationen finden Sie unter Geschachtelte Aufgaben und untergeordnete Aufgaben.

Warten auf Aufgaben

Der System.Threading.Tasks.Task-Typ und der System.Threading.Tasks.Task<TResult>-Typ bieten mehrere Überladungen der Task.Wait-Methode bzw. der Task<TResult>.Wait-Methode, die Ihnen das Warten auf den Abschluss einer Aufgabe ermöglichen. Außerdem können Sie mittels Überladungen der statischen Task.WaitAll-Methode und Task.WaitAny-Methode Sie auf den Abschluss einer bestimmten oder aller Aufgaben in einem Array warten.

In der Regel wird aus einem der folgenden Gründe auf den Abschluss einer Aufgabe gewartet:

• Der Hauptthread hängt von dem Endergebnis ab, das von einer Aufgabe berechnet wird.

• Sie müssen Ausnahmen behandeln, die möglicherweise von der Aufgabe ausgelöst werden.

Im folgenden Beispiel wird das grundlegende Muster dargestellt, das keine Ausnahmebehandlung beinhaltet.

Dim tasks() =
{
    Task.Factory.StartNew(Sub() MethodA()),
    Task.Factory.StartNew(Sub() MethodB()),
    Task.Factory.StartNew(Sub() MethodC())
}

' Block until all tasks complete.
Task.WaitAll(tasks)

' Continue on this thread...

Task[] tasks = new Task[3]
{
    Task.Factory.StartNew(() => MethodA()),
    Task.Factory.StartNew(() => MethodB()),
    Task.Factory.StartNew(() => MethodC())
};

//Block until all tasks complete.
Task.WaitAll(tasks);

// Continue on this thread...

Ein Beispiel, das die Ausnahmebehandlung veranschaulicht, finden Sie unter Gewusst wie: Behandeln von Ausnahmen, die von Aufgaben ausgelöst werden.

Bei einigen Überladungen können Sie einen Timeout angeben, während andere ein zusätzliches CancellationToken als Eingabeparameter nutzen, sodass der Wartevorgang selbst entweder programmgesteuert oder in Folge einer Benutzereingabe abgebrochen werden kann.

Wenn Sie auf eine Aufgabe warten, warten Sie implizit auf alle untergeordneten Elemente dieser Aufgabe, die mit der TaskCreationOptions AttachedToParent-Option erstellt wurden. Task.Wait wird sofort zurückgegeben, wenn die Aufgabe bereits abgeschlossen wurde. Alle von einer Aufgabe ausgelöste Ausnahmen werden von einer Wait-Methode ausgelöst, auch wenn die Wait-Methode nach Abschluss der Aufgabe aufgerufen wurde.

Weitere Informationen finden Sie unter Gewusst wie: Warten bis zum Abschluss einer oder mehrerer Aufgaben.

Behandeln von Ausnahmen in Aufgaben

Wenn eine Aufgabe eine oder mehrere Ausnahmen auslöst, werden die Ausnahmen in eine AggregateException eingeschlossen. Diese Ausnahme wird an den Thread zurückgegeben, der mit der Aufgabe verbunden ist. In der Regel ist dies der Thread, der auf die Aufgabe wartet oder versucht, auf die Result-Eigenschaft der Aufgabe zuzugreifen. Dieses Verhalten trägt dazu bei, dass die .NET Framework-Richtlinie umgesetzt wird, derzufolge alle nicht behandelten Ausnahmen standardmäßig zu einem Abbruch des Prozesses führen. Der aufrufende Code kann die Ausnahmen mit der Methode Wait, WaitAll oder WaitAny oder mit der Result()-Eigenschaft in der Aufgabe bzw. Aufgabengruppe und durch Einschließen der Wait-Methode in einen try/catch-Block behandeln.

Der Verbindungsthread kann Ausnahmen ebenfalls behandeln, indem er auf die Exception-Eigenschaft zugreift, bevor die Aufgabe der Garbage Collection zugeordnet wird. Durch den Zugriff auf diese Eigenschaft verhindern Sie, dass die nicht behandelte Ausnahme das Ausnahmeweitergabeverhalten auslöst, durch das der Prozess beim Abschluss des Objekts abgebrochen wird.

Weitere Informationen zu Ausnahmen und Aufgaben finden Sie unter Ausnahmebehandlung (Task Parallel Library) und Gewusst wie: Behandeln von Ausnahmen, die von Aufgaben ausgelöst werden.

Abbrechen von Aufgaben

Die Task-Klasse unterstützt einen kooperativen Abbruch und ist vollständig in die System.Threading.CancellationTokenSource-Klasse und die System.Threading.CancellationToken-Klasse integriert, die in .NET Framework 4 neu sind. Viele Konstruktoren in der System.Threading.Tasks.Task-Klasse lassen ein CancellationToken als Eingabeparameter zu. Viele StartNew-Überladungen lassen ebenfalls ein CancellationToken zu.

Mit der CancellationTokenSource-Klasse können Sie das Token erstellen und die Abbruchanforderung zu einem späteren Zeitpunkt ausgeben. Übergeben Sie das Token als Argument an Task, und verweisen Sie in dem Benutzerdelegaten, der auf eine Abbruchanforderung reagiert, auf das gleiche Token. Weitere Informationen finden Sie unter Aufgabenabbruch und Gewusst wie: Abbrechen einer Aufgabe und ihrer untergeordneten Elemente.

Die TaskFactory-Klasse

Die TaskFactory-Klasse stellt statische Methoden bereit, die einige allgemeine Muster zum Erstellen und Starten von Aufgaben und Fortsetzungsaufgaben kapseln.

• Das bekannteste Muster ist StartNew, durch das in einer Anweisung eine Aufgabe erstellt und gestartet wird. Weitere Informationen finden Sie unter StartNew().

• Wenn Sie Fortsetzungsaufgaben aus mehreren Vorgängern erstellen, verwenden Sie die ContinueWhenAll-Methode oder die ContinueWhenAny-Methode oder die äquivalenten Methoden in der Task<TResult>-Klasse. Weitere Informationen finden Sie unter Fortsetzungsaufgaben.

• Um die BeginX-Methode und EndX-Methode des asynchronen Programmiermodells in einer Task-Instanz oder Task<TResult>-Instanz zu kapseln, verwenden Sie die FromAsync-Methoden. Weitere Informationen finden Sie unter TPL und herkömmliche asynchrone .NET-Programmierung.

Die standardmäßige TaskFactory ist als statische Eigenschaft in der Task-Klasse oder Task<TResult>-Klasse verfügbar. Sie können eine TaskFactory auch direkt instanziieren und verschiedene Optionen angeben, einschließlich CancellationToken, TaskCreationOptions, TaskContinuationOptions oder TaskScheduler. Die beim Erstellen der Aufgabenfactory angegebenen Optionen werden auf alle Aufgaben angewendet, die von dieser erstellt werden, außer Sie erstellen die Aufgabe mit der TaskCreationOptions-Enumeration. In diesem Fall werden die Optionen der Aufgabenfactory mit den Optionen der Aufgabe überschrieben.

Aufgaben ohne Delegaten

In einigen Fällen können Sie mithilfe einer Task einen asynchronen Vorgang kapseln, der nicht von Ihrem Benutzerdelegaten, sondern von einer externen Komponente durchgeführt wird. Wenn der Vorgang auf dem Begin/End-Muster des asynchronen Programmiermodells basiert, können Sie die FromAsync-Methoden verwenden. Wenn das nicht der Fall ist, können Sie den Vorgang mithilfe des TaskCompletionSource<TResult>-Objekts in eine Aufgabe einschließen und dadurch bestimmte Vorteile der Task-Programmierbarkeit erhalten, z. B. Unterstützung von Ausnahmeweitergabe und Fortsetzungen. Weitere Informationen finden Sie unter TaskCompletionSource<TResult>.

Benutzerdefinierte Planer

Die meisten Anwendungs- oder Bibliotheksentwickler machen sich keine Gedanken über den für die Ausführung der Aufgabe verwendeten Prozessor, über die Synchronisierung der Arbeit mit anderen Aufgaben oder die Planung im System.Threading.ThreadPool. Die einzige Voraussetzung für sie ist eine möglichst effiziente Ausführung auf dem Hostcomputer. Wenn Sie eine präzisere Steuerung der Planungsdetails benötigen, können Sie in der Task Parallel Library bestimmte Einstellungen im Standardtaskplaner konfigurieren und sogar einen benutzerdefinierten Planer angeben. Weitere Informationen finden Sie unter TaskScheduler.

Verwandte Datenstrukturen

Die TPL beinhaltet zahlreiche neue öffentliche Typen, die sowohl in parallelen, als auch in sequenziellen Szenarios hilfreich sind. Hierzu zählen mehrere threadsichere, schnelle und skalierbare Auflistungsklassen im System.Collections.Concurrent-Namespace sowie mehrere neue Synchronisierungstypen, z. B. SemaphoreLock und System.Threading.ManualResetEventSlim, die für bestimmte Arten von Arbeitslasten effizienter als ihre Vorgänger sind. Andere neue Typen in .NET Framework 4, z. B. System.Threading.Barrier und System.Threading.SpinLock, stellen Funktionalität bereit, die in früheren Versionen nicht verfügbar war. Weitere Informationen finden Sie unter Datenstrukturen für die parallele Programmierung.

Benutzerdefinierte Aufgabentypen

Es wird empfohlen, nicht von System.Threading.Tasks.Task oder System.Threading.Tasks.Task<TResult> zu erben. Verwenden Sie stattdessen die AsyncState-Eigenschaft, um einem Task-Objekt oder einem Task<TResult>-Objekt zusätzliche Daten oder einen zusätzlichen Zustand zuzuordnen. Sie können auch Erweiterungsmethoden verwenden, um die Funktionen der Task<TResult>-Klasse und der Task-Klasse zu erweitern. Weitere Informationen über Erweiterungsmethoden finden Sie unter Erweiterungsmethoden (C#-Programmierhandbuch) und Erweiterungsmethoden (Visual Basic).

Wenn Sie von Task oder Task<TResult> erben müssen, können Sie nicht mit der Klasse System.Threading.Tasks.TaskFactory, System.Threading.Tasks.TaskFactory<TResult> oder System.Threading.Tasks.TaskCompletionSource<TResult> Instanzen des benutzerdefinierten Aufgabentyps erstellen, da diese Klassen nur Task-Objekte und Task<TResult>-Objekte erstellen. Außerdem können Sie nicht die von Task, Task<TResult>, TaskFactory und TaskFactory<TResult> bereitgestellten Aufgabenfortsetzungsmechanismen verwenden, um Instanzen des benutzerdefinierten Aufgabentyps zu erstellen, da mit diesen Mechanismen ebenfalls nur Task-Objekte und Task<TResult>-Objekte erstellt werden.

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Siehe auch

Konzepte

Parallele Programmierung in .NET Framework

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