任务（System.Threading.Task）和线程（Thread）的区别

Question

任务（System.Threading.Task）和线程（Thread）的区别

c#.nettask-parallel-library

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根据我对任务和线程之间的区别的理解，任务发生在线程池中，而线程则需要我自己管理。任务可以被取消并在完成其任务后返回到线程池中。

但是在某些博客中，我读到如果操作系统需要创建任务并创建线程，则创建（和销毁）任务将更容易。

有人可以解释一下为什么创建任务比线程简单吗？（或者我可能理解有误...）

- Yanshof

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“工作”和“工人”有什么区别？一个“工人”“做”一份“工作”，但“工人”本身不是“工作”。有些工作只需要一个工人完成，而有些工作则被分成多个小任务由多名工人协同完成。任务和线程也是如此；一个任务不是“某种类型的线程”，任务是一份工作，而线程是执行这份工作的工人。 - Eric Lippert

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我听到的另一个类比是，处理器就像司机，线程就像卡车，任务就像要运送的货物。一个司机（处理器）一次只能操作一个卡车（线程），而一个卡车（线程）一次只能拉一种货物（任务）。你可以购买任意数量的卡车，但如果司机花费太多时间在不同卡车之间切换，他们就会少时间驾驶。货物可以堆放在仓库里等待运输，仓库可以根据适当的规则按优先顺序分配它们到卡车上。 - Chris Shain

5个回答

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您听到了两个不同的任务概念。第一个是工作的概念，第二个是进程的概念。很久以前（在计算机术语中），没有线程。每个正在运行的程序实例都被称为进程，因为它只是一个接一个地执行步骤，直到退出。这与进程作为一系列步骤的直觉想法相匹配，例如工厂装配线的步骤。操作系统管理进程抽象。然后，开发人员开始向工厂添加多条装配线。现在，程序可以同时做多件事情，其中一个库或（更常见的是）操作系统将管理每个线程内的步骤的调度。线程是一种轻量级进程，但线程属于进程，该进程中的所有线程共享内存。另一方面，多个进程不能干扰彼此的内存。因此，您的Web服务器中的多个线程可以各自访问有关连接的相同信息，但Word无法访问Excel的内存中数据结构，因为Word和Excel作为单独的进程运行。将进程视为一系列步骤的想法实际上并不符合带有线程的进程模型，因此一些人开始将“以前称为进程的”抽象称为任务。这是您在博客文章中看到的第二个任务定义。请注意，仍有许多人使用“进程”一词来表示此事物。那么，随着线程变得更加普遍，开发人员在其上添加了更多的抽象来使它们更易于使用。这导致线程池的崛起，它是一个由库管理的“池”线程。您将作业传递给库，库选择一个线程并在该线程上运行作业。.NET框架具有线程池实现，第一次听到“任务”时，文档确实是指要传递给线程池的作业。因此，在某种意义上，文档和博客都是正确的。任务术语的重载是混淆的不幸源泉。

- Adam Mihalcin

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+1 这是一个很好的解释。我认为 OP 在谈论 System.Threading.Task。如果您能稍微扩展一下讨论，包括 TPL 的细微差别，那就太好了。 - Chris Shain

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从v1.0开始，线程就是.Net的一部分，任务（Tasks）则是在发布于.Net 4.0的任务并行库（Task Parallel Library TPL）中引入的。

你可以将任务视为线程的更高级版本。它们非常易于使用，并具有以下优点：

你可以创建返回类型为任务的方法。
你可以使用“ContinueWith”方法，它将等待前一个任务完成后再开始执行。（抽象等待）
抽象锁，应遵循公司指南。
你可以使用Task.WaitAll并传递任务数组，以便等待所有任务完成。
你可以将任务附加到父任务上，因此可以决定父任务或子任务哪个先存在。
你可以通过LINQ查询实现数据并行性。
你可以创建并行for和foreach循环。
使用任务处理异常非常容易。
*最重要的是，如果在单核计算机上运行相同的代码，它将只充当单个进程，没有线程的开销。

任务相对于线程的缺点：

需要使用.Net 4.0
学习过操作系统的新手更容易理解线程。
对框架不熟悉，无法获得太多帮助。

一些提示：

始终使用Task.Factory.StartNew方法，这是语义上完美且标准的。

查看任务并行库以获取更多信息 http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd460717.aspx

- om471987

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延伸Eric Lippert的评论：

Thread是一种允许应用程序并行执行多个任务的方式，例如，应用程序可能拥有一个处理用户事件（如按钮点击）的线程，以及另一个执行某些长时间计算的线程。这样，您就可以“同时”做两件不同的事情。如果没有这样做，用户就必须等到计算完成才能点击按钮。因此，Thread是可以执行您编写的代码的东西。

而Task代表了一项抽象的工作，该工作可以有一个结果，并且您可以等待工作结束（通过调用Wait()）或在工作结束后执行其他操作（通过调用ContinueWith()）。

最常见的工作是并行执行某些计算，而Task提供了一种简单的方法来实现。代码实际运行的时间和方式由TaskScheduler定义。默认的调度器使用ThreadPool：一组可以运行任何代码的线程。这样做是因为创建和切换线程是低效的。

但是Task不一定要直接与某些代码相关联。您可以使用TaskCompletionSource来创建Task，并在任何时候设置其结果。例如，您可以创建一个Task，并在用户单击按钮时标记它已完成。一些其他代码可以等待该Task，而在等待期间，该Task没有执行任何代码。

如果您想知道何时使用Task和何时使用Thread：使用Task比创建自己的Thread更简单、更高效。但有时，您需要比Task提供的控制更多。在这些情况下，使用Thread直接更有意义。

- svick

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任务实际上只是手动启动线程的样板代码的包装器。从根本上讲，它们没有区别。任务使线程管理更加容易，并且由于减少了样板噪音，它们通常更具表现力。

- Justin Pihony

Chris，请问你能解释一下任务调度吗？ - Yanshof

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我会添加一个答案，但我也建议您查看@AdamMihalcin的答案。 - Chris Shain

@ChrisShain 我同意任务是在线程上安排的，并且并没有试图暗示线程与任务相同，但是相同的开发目标得以实现。也许我的解释有点太笼统了... - Justin Pihony

@JustinPihony 是的，它只是让不了解情况的读者得出了错误的结论。我认为修改后更准确。+1 - Chris Shain

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可以查看英文原文，
原文链接

- Chris Shain · Accepted Answer

我认为您所说的Task是System.Threading.Task。如果是这样，您可以这样考虑：

- 一个程序可以有多个线程，但处理器核心一次只能运行一个线程。 - 线程非常昂贵，而在正在运行的线程之间切换也非常昂贵。 - 因此...拥有数千个线程执行任务是低效的。想象一下，如果你的老师让你做1万个任务。你会花费很多时间在它们之间循环，以至于永远无法完成任何事情。如果启动太多线程，CPU也可能发生同样的情况。

为了解决这个问题，.NET框架允许您创建任务。任务是一个封装在对象中的工作，它允许您做一些有趣的事情，比如捕获该工作的输出并链接工作的不同部分（先去商店，然后买杂志）。

任务被安排在线程池中。具体线程数取决于所使用的调度器，但默认调度器会尝试选择最适合你拥有的 CPU 核心数量和任务实际使用 CPU 时间的线程数。如果需要，你甚至可以编写自己的调度器，执行某些特定操作，例如确保该调度器的所有任务始终在单个线程上运行。

因此，请将任务视为待办事项清单中的项目。你可能能够同时完成5件事情，但如果你的老板给你10000件任务，它们就会堆积在收件箱里，直到你正在处理的前5件完成为止。任务与线程池之间的区别在于，任务（如我之前提到的）更好地控制了不同工作项之间的关系（想象一下多个指令钉在一起的待办事项），而线程池只允许你排队一堆单独的、单一阶段的工作项（函数）。