C# 中的 Task 与 Thread

引言

异步编程已成为现代软件开发中的流行趋势。C# 中常用的两种异步编程技术是任务 (Tasks) 和线程 (Threads)。然而，许多开发人员对任务和线程之间的区别以及何时使用它们感到困惑。在本文中，我们将探讨 C# 中任务和线程的区别，并提供何时使用它们的指导。

什么是任务 (Tasks)？

在 C# 中，任务 (Task) 是异步执行代码的一种更高级别的抽象。任务表示一个需要异步执行的工作单元，它可能返回一个值，也可能不返回。任务通常借助 Task Factory 类创建，该类提供了多种创建和执行任务的方法。

任务使用 线程池 来执行其工作，这意味着任务将在 线程池 中的某个线程上执行。创建任务时，它会被添加到 线程池的队列 中，然后池中的某个线程会用于执行该任务。一旦任务完成，线程就会返回到池中，准备用于另一个任务。

与线程相比，任务具有多项优势

• 与线程相比，任务更轻量级。与线程相比，任务使用的系统资源（如内存和 CPU 时间）更少。
• 与线程相比，任务更容易管理。任务为异步编程提供了更高级别的抽象，这使得编写和维护代码更加容易。
• 在某些情况下，任务还可以提供比线程更好的性能。这是因为任务使用 线程池，线程池可以比为每个工作单元创建和销毁线程更有效地管理线程。

什么是线程 (Threads)？

在 C# 中，线程 (Thread) 是异步执行代码的一种更低级别的抽象。线程代表一个用于异步执行代码的操作系统级构造。线程可能返回一个值，也可能不返回，它通常借助 Thread 类 创建。

线程使用自己的资源，例如内存和 CPU 时间，并且通常由开发人员显式创建和销毁。创建线程后，它会立即开始执行，并一直执行直到被显式停止或完成其工作。

与任务相比，线程存在一些缺点

• 与任务相比，线程更笨重。与任务相比，线程使用的系统资源（如内存和 CPU 时间）更多。
• 与任务相比，线程更难管理。线程需要更多的底层编程和同步，这使得编写和维护代码更加困难。
• 在某些情况下，线程的性能可能不如任务。这是因为为每个工作单元创建和销毁线程可能效率低下，尤其是在需要执行大量工作单元的情况下。

何时使用任务 (Tasks)

当您想异步执行一项工作单元，并且不需要对执行进行精细控制时，建议使用任务。任务非常适合执行小型、短暂的工作单元，例如 I/O 操作或简单计算。

当您想利用 线程池 的优势时，也建议使用任务。线程池 可以比为每个工作单元创建和销毁线程更有效地管理线程。这可以带来更好的性能，尤其是在需要执行大量工作单元的情况下。

当您想链接异步操作时，任务也很有用。可以使用 await 运算符将任务组合起来，创建按顺序执行的一系列异步操作。当您需要执行一系列依赖的异步操作时，这一点很重要。

何时使用线程 (Threads)

在 C# 中，当您需要对执行进行精细控制，并且有任务提供的更高级别抽象无法满足的特定需求时，应使用线程。以下是一些线程可能是更好选择的情况：

长时间运行的工作单元

线程更适合长时间运行的工作单元，例如需要对执行进行更精细控制的后台服务或复杂计算。在这种情况下，通常需要比任务提供的更精细地控制代码的执行。

对线程执行进行精细控制

线程允许您设置 线程优先级、线程同步 和 线程中止。如果您需要自定义代码的执行方式，线程提供了一个底层接口，允许您这样做。

底层编程

线程需要更多的底层编程和同步，如果您有任务提供的更高级别抽象无法满足的专业化需求，这将很有用。

与非托管代码互操作

如果您需要与非托管代码进行互操作，线程可能是唯一的选择。在这种情况下，您可能需要手动创建和控制线程，以确保您的代码能与非托管代码正确协同工作。

性能考虑

在某些情况下，为每个工作单元创建和销毁线程可能效率低下，尤其是在需要执行大量工作单元的情况下。在这种情况下，使用线程可能是更好的选择，因为它们可以重用于多个工作单元。