我对线程多任务/多线程真的很陌生，但我正在做一个我认为我需要它的项目。用户将编辑一个相当复杂的图表，我希望程序检查图表的有效性。有效性检查很重要（多项式时间，不是 NP - 秒，不是分钟或年，但我不想在每次更改后让用户等待几秒钟）所以我希望程序检查在后台验证有效性，并在发现不一致时突出显示它们。当用户对图表进行某些更改（更改结构，而不仅仅是元素上的标签）时，验证将不得不放弃它正在做的事情并重新开始。我假设用户最终会休息一下来思考/去小便/去喝咖啡/和那个相当可爱的人聊天两个隔间，但如果他们不这样做，我有 在某些情况下让验证运行完成（例如，在保存或打印输出之前）。粗略，我需要学习 C# 的哪些特性，以及如何构建它？
【问题讨论】：
标签： c# multithreading asynchronous
宽刷。我们开始吧。
问：“我需要学习 C# 的哪些特性？”
答：你可以使用一个基本的工具包（粗略地说）：
System.Threading.Tasks.Task
System.Threading.CancellationTokenSource
System.Threading.SemaphoreSlim
问：“我不想在每次更改后让用户停留几秒钟”
A：好的，所以我们永远不会阻塞 UI 线程。触发任务以运行后台验证例程，该例程不时检查它是否已被取消。
CancellationTokenSource _cts = null;
SemaphoreSlim ssBusy = new SemaphoreSlim(2);
private void ExecValidityCheck()
{
ssBusy.Wait();
Task.Run(() =>
{
try
{
_cts = new CancellationTokenSource();
LongRunningValidation(_cts.Token);
}
finally
{
ssBusy.Release();
}
})
.GetAwaiter()
.OnCompleted(CheckForRestart);
}
我们将使用 GetAwaiter().OnCompleted() 调用 CheckForRestart。这只是意味着没有阻塞当线程由于以下三个原因之一完成时，我们将作为回调通知：
通过调用CheckForRestart，我们决定是否重新开始。
void CheckForRestart()
{
BeginInvoke((MethodInvoker)delegate
{
if (_restart)
{
_restart = false;
ExecValidityCheck();
}
else
{
buttonCancel.Enabled = false;
}
});
}
与其在这里发布完整代码，我将一个简单的working example 推送到我们的 GitHub。您可以在那里浏览它或克隆并运行它。 20-second screen capture。在视频中单击 RESTART 按钮时，它会检查 Semaphore 的 CurrentCount 属性。它以线程安全的方式确定验证例程是否已经在运行。
我希望我已经设法为您提供了一些关于从哪里开始的想法。当然，我在这里给出的解释有一些漏洞，但请随时解决您在 cmets 中的关键问题，我会尽力回应。
【讨论】：
您可能需要了解asynchronous programming with async/await 和cooperative cancellation。沟通取消的标准做法是抛出OperationCanceledException。可以取消的方法接受CancellationToken 作为参数，并经常观察令牌的IsCancellationRequested 方法。所以这里是一个带有布尔结果的可取消Validate 方法的基本结构：
bool Validate(CancellationToken token)
{
for (int i = 0; i < 50; i++)
{
// Throw an OperationCanceledException if cancellation is requested
token.ThrowIfCancellationRequested();
Thread.Sleep(100); // Simulate some CPU-bound work
}
return true;
}
CancellationToken 的“驱动程序”是一个名为 CancellationTokenSource 的类。在您的情况下，您必须创建此类的多个实例，每次更改图表时创建一个。您必须将它们存储在某个地方，以便以后可以调用它们的Cancel 方法，因此让我们在Form 中创建两个私有字段，一个用于最新的CancellationTokenSource，一个用于最新的验证Task：
private Task<bool> _validateTask;
private CancellationTokenSource _validateCTS;
最后，您必须为Diagram_Changed 事件的事件处理程序编写逻辑。可能不希望同时运行多个验证任务，因此最好在启动新任务之前发送await 以完成前一个任务。等待任务不会阻塞 UI，这一点很重要。这引入了复杂性，多个Diagram_Changed 事件以及其他不相关的事件可能在处理程序内的代码完成之前发生。幸运的是，您可以依靠 UI 的单线程特性，而不必担心通过多个异步工作流访问 _validateTask 和 _validateCTS 字段的线程安全性。您确实需要注意，在每个 await 之后，这些字段可能包含与 await 之前不同的值。
private async void Diagram_Changed(object sender, EventArgs e)
{
bool validationResult;
using (var cts = new CancellationTokenSource())
{
_validateCTS?.Cancel(); // Cancel the existing CancellationTokenSource
_validateCTS = cts; // Publish the new CancellationTokenSource
if (_validateTask != null)
{
// Await the completion of the previous task before spawning a new one
try { await _validateTask; }
catch { } // Ignore any exception
}
if (cts != _validateCTS) return; // Preempted (the event was fired again)
// Run the Validate method in a background thread
var task = Task.Run(() => Validate(cts.Token), cts.Token);
_validateTask = task; // Publish the new task
try
{
validationResult = await task; // Await the completion of the task
}
catch (OperationCanceledException)
{
return; // Preempted (the validation was canceled)
}
finally
{
// Cleanup before disposing the CancellationTokenSource
if (_validateTask == task) _validateTask = null;
if (_validateCTS == cts) _validateCTS = null;
}
}
// Do something here with the result of the validation
}
Validate 方法不应包含任何 UI 操作代码，因为它将在后台线程中运行。对 UI 的任何影响都应该在方法完成后通过验证任务的返回结果发生。
【讨论】：