C# Task异步编程全解析

Task 概述

Task 是 C# 中用于表示异步操作的类，属于 System.Threading.Tasks 命名空间。它是基于任务的异步模式（TAP）的核心组件，用于简化异步编程，替代传统的线程和回调方式。

Task 的创建方式

通过 Task.Run 创建
将同步方法包装为异步任务，默认使用线程池线程执行：

Task task = Task.Run(() => 
{
    Console.WriteLine("Task running in background");
});

通过 Task.Factory.StartNew 创建
提供更多配置选项（如任务调度器、取消令牌等）：

Task task = Task.Factory.StartNew(() => 
{
    Console.WriteLine("Task with custom options");
}, CancellationToken.None, TaskCreationOptions.None, TaskScheduler.Default);

通过构造函数创建
需手动调用 Start 方法启动任务：

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

Task 的返回值

使用 Task<TResult> 表示有返回值的异步操作：

Task<int> task = Task.Run(() => 
{
    return 42; // 返回结果
});
int result = await task; // 获取结果

异步等待 Task

使用 await 等待任务完成（需在 async 方法中）：

async Task DoWorkAsync()
{
    await Task.Delay(1000); // 异步延迟
    Console.WriteLine("Work completed");
}

异常处理

Task 异常会存储在 AggregateException 中，可通过 try-catch 捕获：

try
{
    await TaskThatThrowsAsync();
}
catch (Exception ex)
{
    Console.WriteLine($"Exception: {ex.Message}");
}

组合多个 Task

Task.WhenAll
等待所有任务完成：

Task task1 = Task.Delay(1000);
Task task2 = Task.Delay(2000);
await Task.WhenAll(task1, task2);

Task.WhenAny
等待任意一个任务完成：

Task<int> firstTask = await Task.WhenAny(task1, task2);
Console.WriteLine($"First result: {firstTask.Result}");

取消 Task

通过 CancellationToken 实现任务取消：

var cts = new CancellationTokenSource();
Task task = Task.Run(() => 
{
    while (true)
    {
        cts.Token.ThrowIfCancellationRequested();
        Thread.Sleep(100);
    }
}, cts.Token);

cts.CancelAfter(1000); // 1秒后取消

性能注意事项

• 避免过度创建短期 Task，以减少线程池开销。
• 使用 ValueTask 优化高频率调用的轻量级异步操作。
• 避免阻塞 Task（如调用 .Result 或 .Wait()），可能导致死锁。

应用场景

• IO 密集型操作（如文件读写、网络请求）。
• CPU 密集型计算（需配合 Task.Run）。
• 并行处理多个独立任务。

通过合理使用 Task，可以显著提升程序的响应性和资源利用率。