Учебное пособие (1077022), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Внее будут сохраняться найденные в потоках числа, которые без остаткаделятся на 3. Затем организуется список tempList типа List<int> изаполняется числами от 1 до 100.ПослеэтогоспомощьюметодаSubArrays.DivideSubArraysосуществляется деление диапазона от 1 до 100 на поддиапазоны подесяткам. Найденные диапазоны записываются в список arrayDivList,содержимое списка выводится в консоль в виде «Диапазон 0: 0 - 10».202Для измерения времени выполнения потоков создается объект классаStopwatch.
Он расположен в пространстве имен System.Diagnostics ииспользуется для измерения времени выполнения программы. КлассStopwatch является аналогом секундомера, только время измеряется вдолях секунд. Метод Start запускает таймер, метод Stop останавливаеттаймер, свойство Elapsed возвращает измеренное время в виде объектакласса TimeSpan, предназначенного для хранения интервала времени.Затем создается массив tasks объектов класса Task.
В данном случаеиспользуется обобщенная форма класса Task – Task<List<int>>. List<int> –это тип данных, который будет возвращен методом, работающим в потокекласса Task.Далее производится запуск потоков. Перед запуском каждого потокаиз массива данных tempList выделяется фрагмент данных, относящийся кэтому потоку.
Класс List не является потокобезопасным, и потому в негонельзя одновременно записывать данные из нескольких потоков. При этомчтение данных будет потокобезопасным действием для любой коллекции,при условии, что в нее в это же время не производится запись. В данномпримеревыделениефрагментовмассиванесвязаноспотокобезопасностью. Все потоки могли бы читать данные из общегомассива, и это не привело бы неправильной работе программы.
Однакообращение к одному массиву из нескольких потоков могло бы повлиять накорректность измерения времени, так как поиск из нескольких потоков водном массиве мог бы замедлить выполнение программы.В.NETколлекций,существуютспециальныерасположенныевклассыпотокобезопасныхпространствеименSystem.Collections.Concurrent. Они допускают одновременную записьданных из нескольких потоков, например потокобезопасный аналог списка– ConcurrentBag, потокобезопасный словарь – класс ConcurrentDictionary.203У класса List существует метод GetRange, копирующий элементы взаданном диапазоне индексов.Далее создаются объекты класса Task. В данном случае используетсяне фабрика, а обычный конструктор, который принимает два параметра:исполняемый в потоке метод (в данном примере ArrayThreadTask) ипараметр типа object который будет передан в качестве аргументаисполняемому методу.
Здесь в качестве второго параметра передаетсякортеж (Tuple), который содержит подмассив чисел для поиска в потоке(выделенный для данного потока фрагмент массива) и искомое число (врассматриваемом примере 3).Затем запускается поток с помощью метода tasks[i].Start().После этого необходимо дождаться завершения работы всех потоков,чтобы получить результаты поиска. Это делается с помощью вызоваметода Task.WaitAll. В качестве параметра метод WaitAll принимаетмассив tasks.
Метод WaitAll завершит работу только после того какотработают все потоки массива tasks.После завершения работы потоков можно получить результатыработы потоков. Для получения результата работы потока используетсясвойство tasks[i].Result. Свойство Result возвращает результат работыметода потока (в рассматриваемом примере метода ArrayThreadTask).Поэтому метод ArrayThreadTaskдолженвозвращать тип данных,указанный в качестве обобщения класса Task, в данном случае этоList<int>. Данные этого типа возвращает свойство Result. Таким образом,Result является хранилищем результата работы метода потока. Получитьэтот результат можно непосредственно через поток (объект класса Task).Далее производится копирование полученного свойства tasks[i].Resultдля каждого потока в общий список результатов (локальная переменнаяResult).
У класса List существует метод AddRange, который добавляет всписок все элементы другого списка.204В консоль выводится информация о числах, найденных в результатепоиска, времени поиска и т.д.Рассмотрим исполняемый в потоке метод ArrayThreadTask:/// <summary>/// Выполняется в параллельном потоке для поиска числа/// </summary>/// <param name="param"></param>public static List<int> ArrayThreadTask(object paramObj){//Получение параметровTuple<List<int>, int> param = (Tuple<List<int>, int>)paramObj;int listCount = param.Item1.Count;//Временный список для результатаList<int> tempData = new List<int>();//Перебор нужных элементов в списке данныхfor (int i = 0; i < listCount; i++){//Текущее значение из массиваint temp = param.Item1[i];//Если число делится без остатка на делитель,//то сохраняем в результатif ((temp % param.Item2) == 0){tempData.Add(temp);}}//Возврат массива данныхreturn tempData;}В этом методе сначала полученный параметр приводится к типукортежа, а затем из кортежа получается информация о подмассиве дляпоиска (переменная param.Item1) и искомом делителе (переменнаяparam.Item2).Данные подмассива для поиска перебираются в цикле.
Если элементподмассива делится без остатка на искомый делитель, то элемент массивадобавляется в результирующий список.Метод возвращает результирующий список чисел, которые делятся наискомый делитель без остатка. Тип возвращаемого значения метода205List<int> совпадает с обобщенным типом, который использовался приобъявлении класса Task.В рассматриваемом примере метод ArrayThreadExample вызываетсяследующим образом:ArrayThreadExample(100, 10, 3);Результаты работы метода (вывод в консоль):Диапазон 0: 0 - 10Диапазон 1: 10 - 20Диапазон 2: 20 - 30Диапазон 3: 30 - 40Диапазон 4: 40 - 50Диапазон 5: 50 - 60Диапазон 6: 60 - 70Диапазон 7: 70 - 80Диапазон 8: 80 - 90Диапазон 9: 90 - 100Поток 0: 3 6 9Поток 1: 12 15 18Поток 2: 21 24 27 30Поток 3: 33 36 39Поток 4: 42 45 48Поток 5: 51 54 57 60Поток 6: 63 66 69Поток 7: 72 75 78Поток 8: 81 84 87 90Поток 9: 93 96 99Массив из 100 элементов обработан 10 потоками за 00:00:00.0275901.
Найдено:33369121518212427303336394245485154576063666972757881848790939699Таким образом, класс Task фактически позволяет вызывать потоки какасинхронные методы, которые возвращают результаты после выполнения.2069.4 Использование конструкций async и awaitВ .NET 4.5 для облегчения асинхронной работы с классом Task в языкC# были добавлены новые ключевые слова async и await.Рассмотрим использование этих ключевых слов на простейшемпримере.Объявим следующий метод:/// <summary>/// Задача для запуска/// </summary>static Task<string> GetTaskAsync(){//Создание задачиTask<string> t = new Task<string>(() =>{Thread.Sleep(3000);return "После задержки в 3 секунды.";});//Запуск задачиt.Start();//Задача возвращается в качестве результатаreturn t;}Этот метод создает и запускает задачу, которая после задержки в 3секунды возвращает строковое значение.
Несколько необычным являетсято, что сама задача (Task), а не результат ее работы, возвращается изметода. Фактически, метод возвращает запущенный поток.Объявим следующий метод с использованием новых ключевых слов:/// <summary>/// Асинхронный метод/// </summary>static async void DelayAsync(){string Result = await GetTaskAsync();Console.WriteLine(Result);}Данный метод объявлен как асинхронный (с использованиемключевого слова async).
Это означает, что в нем могут выполняться207длительные действия. При этом данный метод будет запущен асинхронно,то есть, не дожидаясь завершения данного метода, будут выполнятьсяследующие после него команды.В теле метода DelayAsync вызывается метод GetTaskAsync, которыйвозвращает Task. При вызове метода GetTaskAsync используется ключевоеслово await, которое ожидает завершения работы объекта класса Task ивозвращает свойство Result объекта класса Task.
После работы методаGetTaskAsync,которыйвозвращаетTask<string>,командаawaitвозвращает значение типа string. Полученная строка выводится в консоль.Вызовем метод DelayAsync следующим образом:DelayAsync();Console.WriteLine("\nПеред вызовом DelayAsync");Поскольку метод DelayAsync объявлен как асинхронный, то он будетзапущен и управление будет сразу передано следующей команде –Console.WriteLine.Далее в методе DelayAsync будет вызван метод GetTaskAsync. Онреализует задержку в три секунды и возвращает строковый результат,который будет выведен после задержки.Таким образом, команда Console.WriteLine будет действительновыполнена до завершения асинхронного метода DelayAsync и сообщения вконсоль будут выведены в следующем порядке:Перед вызовом DelayAsyncПосле задержки в 3 секунды.9.5 Контрольные вопросы к разделу 91.
Как реализовать запуск параллельных потоков на основе классаThread?2. Как реализовать запуск параллельных потоков на основе классаTask?2083. Как получить результат выполнения потока с использованиемкласса Task?4. Как реализовать ожидание завершения массива потоков спомощью класса Task?5. Как осуществить измерение времени выполнения программы сиспользованием класса Stopwatch?6. Как применяются конструкции async и await?10 Реализация алгоритма поиска с опечаткамиДанное пособие предназначено, прежде всего, для того, чтобы помочьв изучении языка программирования C# и в нем не ставится цель изученияалгоритмов.Но в качестве учебной задачи мы рассмотрим один достаточносложный алгоритм, который довольно часто используется при разработкеинформационных систем. Это алгоритм поиска в текстовой строке сопечатками.Практически любая крупная информационная система содержит такиеданные как фамилии, имена, отчества, географические названия, которыемогут быть набраны с опечатками при вводе данных или при вводеключевого слова для поиска.Устранение опечаток при поиске представляет собой нетривиальнуюзадачу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
