C# 并行编程的一点总结

Thread和Task

并行编程很多时候也被称为多线程编程模式，这个多线程说说明了并行编程的本质定义，就是创建多个线程，去并行执行一些任务，从而达到更好的性能。这里的多线程，一般都是指操作系统中的线程概念。一般的编程语言平台，比如C++和C#，都会有相应的创建线程，调度线程，销毁线程的方法。在C#中就用Thread来实现的。但是我这里想重点提出的，不是线程，而是C#中特有的Task。简单来说，Task就是CLR帮你在线程之上又做了一层抽象。CLR会维护一个线程池来执行Task，开发者就不需要管理线程了。因为操作系统中的线程还是很贵的（虽然比进程便宜多了），每个线程需要维护自己的栈，线程之间的切换也需要额外的CPU开销。所以除非有特殊的需求，在一般的C#程序开发中使用Task是更好的选择。

async/await

在.NET 4.5 里引入的async/await两个关键词应该是最常见的和Task相关的方法（工具）了。关于async/await的具体实现我这里就不展开了，简单来理解的话，async用来定义一个方法是awaitable的类型，而当程序执行到await的时候，当前的Task会被挂起，CLR会创建的一个新的Task去执行await的awaitable方法，并且把执行结果返回，然后会启动一个新的Task,从原来的程序await的地方继续往下执行。通过这种方式就简单的实现了多线程，简化的复杂的创建线程，控制管理等内容。

async/await 使用注意事项

避免使用async void

Async的方法从语法上来说，可以定义的返回值有三种：Task, Task 和void。从上面的简单解释可以看出来，返回值是Task的方法才能和整个Task的框架更好的兼容，比如异常捕捉等。之所以还有void的返回值，主要是为了兼容事件句柄（event handler）。事件句柄要求返回值必须是void.这种事件句柄一般是在UI上定义的，这种情况下建议再包一层Task返回值的方法，例如：

private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    await Button1ClickAsync();
}
public async Task Button1ClickAsync()
{
    // Do asynchronous work.
    await Task.Delay(1000);
}

要使用async的话，就要全部都使用async. (async all the way)

这个是在实际中经常出现的问题。从上面的解释中可以理解到，由于async的方法是交由CLR去调度执行在具体的线程上的，所以你不知道哪些Task可能会被调度在同一个线程上，如果你用了同步的方法锁住了线程，就有可能造成死锁。原理明白后就是要注意具体有哪些方法其实是同步的方法了，最常见的是 .Result 和 .Wait()。下表总结了一些常见的错误：

To Do This …	Instead of This …	Use This
Retrieve the result of a background task	Task.Wait or Task.Result	await
Wait for any task to complete	Task.WaitAny	await Task.WhenAny
Retrieve the results of multiple tasks	Task.WaitAll	await Task.WhenAll
Wait a period of time	Thread.Sleep	await Task.Delay

当然全部使用async中还是有一些例外的，例外就是在Main函数中。Console Application中的Main函数是必须要使用同步方法的。建议是只在最外层使用同步方法，而在其他地方都用async。例如：

class Program
{
    static void Main()
    {
        MainAsync().Wait();
    }
    static async Task MainAsync()
    {
        try
        {
            // Asynchronous implementation.
            await Task.Delay(1000);
        }
        catch (Exception ex)
        {
            // Handle exceptions.
        }
    }
}

总结

简单总结一下，.NET提供了一种很棒的多线程编程的抽象：Task。从原理上说，就是CLR会维护一个线程池，调度程序定义的Task到线程上进行执行。async/await是.NET4.5后提供的关键词，可以很方便的定义和使用Task，但是需要注意使用async的话要一路都全部使用async,不能混合同步方法和异步方法，否则会导致死锁。关于c#的并行编程还有很多可以深入的地方，这里只是谈了下我自己的一些浅显的认识，希望能有所帮助。如果有错误的地方，还请不吝赐教。

参考资料

http://blog.slaks.net/2013-10-11/threads-vs-tasks/
https://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/jj991977.aspx