Task.WhenAll详解

一、Task.WhenAll概述

在异步编程中，经常会遇到需要等待多个任务全部完成后才能继续执行的情况。.NET Framework 4.5为开发人员提供了Task.WhenAll方法来处理这种情况。Task.WhenAll方法返回一个Task，当传入的所有任务完成时，该Task将被标记为已完成状态。此外，返回Task的结果将是由传入参数给出的所有Task的结果列表。如果传入的任意一个任务失败，则返回的Task也将失败，其状态为Faulted，并包含失败任务的异常。

二、Task.WhenAll方法示例

static async Task Main(string[] args)
{
    Task task1 = Task.Run(() => { Thread.Sleep(1000); Console.WriteLine("Task 1 finished"); });
    Task task2 = Task.Run(() => { Thread.Sleep(2000); Console.WriteLine("Task 2 finished"); });
    Task task3 = Task.Run(() => { Thread.Sleep(3000); Console.WriteLine("Task 3 finished"); });

    await Task.WhenAll(task1, task2, task3);
    Console.WriteLine("All tasks finished successfully");
}

在上述示例中，我们定义了三个Task：task1，task2和task3。task1休眠1秒钟，task2休眠2秒钟，task3休眠3秒钟。最后我们使用Task.WhenAll等待三个任务全部完成并打印出"All tasks finished successfully"。这里需要注意的是，我们使用await关键词等待所有任务的完成。

三、Task.WhenAll和异常处理

当传递给Task.WhenAll的所有任务都成功完成时，返回的Task将标记为已完成状态。然而，如果其中任意一个任务抛出异常，则返回的Task也将抛出相应异常。下面的示例演示了这种情况：

static async Task Main(string[] args)
{
    Task task1 = Task.Run(() => { throw new Exception("Task 1 failed"); });
    Task task2 = Task.Run(() => { Thread.Sleep(2000); Console.WriteLine("Task 2 finished"); });
    Task task3 = Task.Run(() => { Thread.Sleep(3000); Console.WriteLine("Task 3 finished"); });

    try
    {
        await Task.WhenAll(task1, task2, task3);
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Console.WriteLine(ex.Message);
    }
}

在这个示例中，我们故意让task1抛出异常。因此，当使用Task.WhenAll等待三个任务完成时，返回的Task将抛出与task1关联的异常。catch块将打印出异常消息。

四、Task.WhenAll和取消

有时，我们可能需要在某些情况下取消任务的执行。在这种情况下，我们可以使用CancellationTokenSource和CancellationToken来取消任务。下面是一个演示如何使用取消令牌的示例：

static async Task Main(string[] args)
{
    var cts = new CancellationTokenSource();
    var token = cts.Token;

    Task task1 = Task.Run(() => { Thread.Sleep(10000); Console.WriteLine("Task 1 finished"); }, token);
    Task task2 = Task.Run(() => { Thread.Sleep(20000); Console.WriteLine("Task 2 finished"); }, token);
    Task task3 = Task.Run(() => { Thread.Sleep(30000); Console.WriteLine("Task 3 finished"); }, token);

    await Task.WhenAny(task1, task2, task3);
    cts.Cancel();

    Console.WriteLine("Task cancelled");
}

在这个示例中，我们使用CancellationTokenSource和CancellationToken来取消任务。首先，我们定义了一个CancellationTokenSource并使用其Token作为任务的取消令牌。接下来，我们使用Task.WhenAny等待任何一个任务完成。一旦完成，我们将调用CancellationTokenSource的Cancel方法来取消所有任务的执行。

五、总结

在本文中，我们详细介绍了Task.WhenAll方法。我们首先介绍了Task.WhenAll方法的概述，并通过示例演示了Task.WhenAll的用法。随后，我们介绍了Task.WhenAll方法对异常的处理和如何使用CancellationToken来取消任务。如果你希望编写高效的异步代码，那么掌握Task.WhenAll将会非常有用。