使用任務（TPL）庫是否使應用程序多線程？

Question

最近在接受採訪時，我得到了這個問題。

問：你寫過多線程應用程序嗎？

答：是

問：請多解釋一下？答：我用Tasks（任務並行庫）來執行一些任務，如waiting for some info from internet while loading UI。這提高了我的應用程序可用性。

問：但是，您剛纔使用的TPL意味着您已經編寫了multithreaded應用程序？

我：（不知道到什麼say1）

那麼，究竟什麼多線程應用程序？它與使用Tasks有什麼不同？

Answer 1

任務可以用於表示發生在多個線程上的操作，但它們不具有具有。一個可以編寫只在單個線程中執行的複雜TPL應用程序。例如，當您有一項任務代表某些數據的網絡請求時，該任務是而不是將創建其他線程來實現該目標。這樣的程序（希望）是異步的，但不一定是多線程的。

並行性在同一時間做了不止一件事情。這可能是也可能不是多個線程的結果。

讓我們在這裏打個比方。

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這裏是鮑勃怎麼做晚飯：

1. 他填補了一鍋水，並煮沸它。
2. 然後他把意大利麪放在水中。
3. 完成後，他將意大利麪排出。
4. 他準備他的醬料。
5. 他把所有醬料放在平底鍋裏。
6. 他煮他的醬。
7. 他把自己的醬放在他的意大利麪上。
8. 他吃晚飯。

鮑勃烹飪完晚餐時完全同步烹飪，沒有多線程，異步或並行性。

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這裏是簡如何做晚飯：

1. 她充滿了一盆水，並開始沸騰了。
2. 她爲她的醬汁準備食材。
3. 她把麪條在開水。
4. 她把配料放在平底鍋裏。
5. 她喝了她的麪食。
6. 她把醬油在她的麪食。
7. 她吃了她的晚餐。

珍在烹飪晚餐時利用異步烹飪（沒有多線程）實現並行性。

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這裏是Servy如何做晚飯：

1. 他告訴鮑勃燒開一鍋水，放入麪條準備好時，全心全意麪食。
2. 他告訴簡準備配料醬，煮它，然後做的時候爲它服務過的麪食。
3. 他等待Bob和Jane完成。
4. 他吃他的晚餐。

Servy利用多個線程（工作人員），他們每個人都同步工作，但彼此異步工作以實現並行性。

當然，這一切變得更有趣，如果我們考慮，例如，我們的爐子是否有兩個燃燒器或只是一個。如果我們的爐子有兩個燃燒器，那麼我們的兩個線程Bob和Jane都能夠完成他們的工作，而不會相互影響。他們可能會碰到肩膀位，或每個嘗試時不時搶在同一個機櫃的東西，所以他們會每放慢一個位，但數量不多。如果他們每個人都需要共用一臺爐竈，那麼只要對方正在工作，他們實際上也不會完成任何工作。在這種情況下，工作實際上不會比只讓一個人完全同步做飯更快，就像鮑勃自己做飯時一樣。在這種情況下，我們用多線程烹飪，，但我們的烹飪不是並行化的。 並非所有的多線程工作實際上是並行工作。這是當你在一臺CPU上運行多個線程時發生的情況。你並沒有比使用一個線程更快地完成工作，因爲每個線程只是輪流工作。 （這並不意味着多線程程序在一個內核CPU上毫無意義，它們不是，只是使用它們的原因不是爲了提高速度。）

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我們甚至可以考慮如何將這些廚師將使用任務並行庫，看TPL什麼用做他們的工作對應於每種類型的廚師的：

所以首先我們有鮑勃· ，只是寫正常的非TPL代碼，並同步做的一切：

public class Bob : ICook 
{ 
    public IMeal Cook() 
    { 
     Pasta pasta = PastaCookingOperations.MakePasta(); 
     Sauce sauce = PastaCookingOperations.MakeSauce(); 
     return PastaCookingOperations.Combine(pasta, sauce); 
    } 
} 

然後我們再簡，誰啓動兩個不同的異步操作，從他們每個人的計算結果她之後等待他們兩個。

public class Jane : ICook 
{ 
    public IMeal Cook() 
    { 
     Task<Pasta> pastaTask = PastaCookingOperations.MakePastaAsync(); 
     Task<Sauce> sauceTask = PastaCookingOperations.MakeSauceAsync(); 
     return PastaCookingOperations.Combine(pastaTask.Result, sauceTask.Result); 
    } 
} 

這裏作爲提醒，簡正在使用TPL，和她做了很多工作，在並行，但她只用單線程做她的工作。

然後我們有Servy，他使用Task.Run來創建一個任務，表示在另一個線程中工作。他啓動了兩個不同的工作人員，他們各自同時做一些工作，然後等待兩個工人完成。

public class Servy : ICook 
{ 
    public IMeal Cook() 
    { 
     var bobsWork = Task.Run(() => PastaCookingOperations.MakePasta()); 
     var janesWork = Task.Run(() => PastaCookingOperations.MakeSauce()); 
     return PastaCookingOperations.Combine(bobsWork.Result, janesWork.Result); 
    } 
} 

Answer 2

A Task是未來工作的承諾完成。當使用它時，你可以使用它作爲I/O based工作，其中不需要要求你使用多個線程來執行代碼。一個很好的例子就是使用C＃5的async/await和HttpClient這個功能來完成基於網絡的I/O工作。

但是，您可以利用TPL來執行多線程工作。例如，當使用Task.Run或Task.Factory.Startnew開始一項新任務時，幕後工作在ThreadPool上排隊等待，TPL爲我們提取，允許您使用多個線程。

使用多線程的一種常見情況是當您有可以同時並行完成的CPU綁定工作時。使用多線程應用程序有很大的責任。

所以我們看到與TPL一起工作並不意味着使用多線程，但您絕對可以利用它來執行多線程。

Answer 3

問：但是，您剛剛使用過TPL意味着您已經編寫了一個 多線程應用程序？

聰明的問題，任務！=多線程，使用TaskCompletionSource您可以創建一個Task可以在單個線程執行（可能是UI線程只）本身。

Task只是對未來可能完成的操作的抽象。這並不意味着代碼是多線程的。通常Task涉及多線程，不一定總是。

請記住，只有知道TPL你不能說你知道多線程。你需要涵蓋許多概念。

• 螺紋
• 同步原語
• 線程安全
• 異步編程
• 並行編程是TPL的一部分。
• 和很多更多...

當然任務並行庫太的和。

注意：這不是完整列表，這些只是從我的頭頂。

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參考資料瞭解：

• Eric's old blog
• Eric's new blog
• Stephen toub's blog

對於單獨穿，我建議http://www.albahari.com/threading/

對於視頻教程我建議Pluralsight。它是支付的，但值得的成本。

最後但並非最不重要：當然是，它是Stackoverflow。

Answer 4

我5毛錢：你不必與Task.Run或Task.Factory.StartNew明確從事線程，使您的應用程序TPL多線程。試想一下：

async static Task TestAsync() 
{ 
    Func<Task> doAsync = async() => 
    { 
     await Task.Delay(1).ConfigureAwait(false); 
     Console.WriteLine(new { Thread.CurrentThread.ManagedThreadId }); 
    }; 

    var tasks = Enumerable.Range(0, 10).Select(i => doAsync()); 
    await Task.WhenAll(tasks); 
} 

// ... 
TestAsync().Wait(); 

await內doAsync是在不同的線程同時執行後的代碼。以類似的方式，可以使用異步套接字API HttpClient,Stream.ReadAsync或使用線程池（包括IOCP池線程）的其他任何東西引入併發。

形象地說，每個.NET應用程序都是多線程的，因爲Framework廣泛使用ThreadPool。即使是一個簡單的控制檯應用程序也會顯示多個線程System.Diagnostics.Process.GetCurrentProcess().Threads.Count。你的面試官應該問你是否寫了併發（或並行）的代碼。