فصل ششم: موارد اضافی 📝

در این فصل، چند موضوع تکمیلی درباره برنامه‌نویسی Task بررسی می‌شود.

گزارش پیشرفت (Progress Reporting) 📊

حتماً دیده‌اید هنگام به‌روزرسانی سیستم‌عامل یا نصب نسخه جدید Visual Studio روی یک کامپیوتر، وضعیت پیشرفت کار نمایش داده می‌شود. حالا بیایید ببینیم آیا می‌توانید با استفاده از برنامه‌نویسی Task یک برنامه با ویژگی مشابه بسازید؟

درک نیاز (Understanding the Need) 🤔

فرض کنید در حال پردازش تعداد زیادی رکورد (Record) مختلف هستید. برای شبیه‌سازی شرایط واقعی، تصور کنید که زمان پردازش هر رکورد متفاوت است. از آن‌جایی که این عملیات ممکن است زمان‌بر باشد، نمی‌خواهید رشته اصلی (Main Thread) مسدود شود. در عوض تصمیم می‌گیرید این کار را از طریق یک Task پس‌زمینه انجام دهید.

نمایش اولیه (Demonstration 1) 🖥️

با این حال، اگر هنگام پردازش این رکوردها وضعیت پیشرفت را نمایش ندهید، کاربر ممکن است سردرگم شود. برای ساده‌تر کردن موضوع، بیایید یک نمونه آزمایشی ببینیم که فقط با ۵ رکورد کار می‌کند:

using static System.Console;

WriteLine("The main thread is initiating a task to process some records.");
var recordProcessingTask = Task.Run(ProcessRecords);

WriteLine("The main thread is doing other work now.");
recordProcessingTask.Wait();

static void ProcessRecords()
{
    WriteLine($"Starts processing the records...");
    for (int i = 1; i <= 5; i++)
    {
        // Varying the delay
        Thread.Sleep(i * 500);
    }
    WriteLine("All the records are processed.");
}

خروجی (Output) 🖨️

نمونه‌ای از خروجی که جای تعجبی ندارد به این صورت است:

The main thread is initiating a task to process some records.
The main thread is doing other work now.
Starts processing the records...
All the records are processed.

تحلیل (Analysis) 🔍

همان‌طور که مشاهده می‌کنید، خط "All the records are processed." بعد از مدتی قابل توجه نمایش داده می‌شود. از دید کاربر این رفتار گیج‌کننده است؛ چون بعد از دیدن جمله "Starts processing the records..." نمی‌دانید در پس‌زمینه چه اتفاقی در حال رخ دادن است.

اینجاست که متوجه می‌شوید گزارش پیشرفت (Progress Reporting) می‌تواند در چنین شرایطی بسیار مفید باشد، به‌ویژه هنگام اجرای یک Task طولانی‌مدت.

چگونه پیشرفت را گزارش کنیم؟

این موضوع کاملاً به شما بستگی دارد. به‌عنوان مثال:

می‌توانید به‌سادگی چاپ کنید که کدام رکورد در حال پردازش است.
یا می‌توانید پیشرفت را به‌صورت درصدی نمایش دهید، مثل:

completed processing: 60%

در مثال بعدی، می‌خواهم یک نمونه عملی با استفاده از ساختارهای داخلی برای گزارش پیشرفت به شما نشان دهم. بیایید بحث را شروع کنیم.

رابط IProgress و کلاس Progress 🛠️

یک رابط (Interface) به نام IProgress در فضای نام System وجود دارد. این رابط یک متد به نام Report دارد که می‌تواند به شما کمک کند پیشرفت را نمایش دهید. نمای این رابط در Visual Studio به شکل زیر است:

public interface IProgress<in T>
{
    //
    // Summary:
    //     Reports a progress update.
    //
    // Parameters:
    //   value:
    //     The value of the updated progress.
    void Report(T value);
}

با استفاده از این رابط، می‌توانید یک پیاده‌سازی سفارشی برای گزارش پیشرفت ایجاد کنید.

همچنین یک کلاس داخلی به نام Progress وجود دارد که رابط IProgress را از قبل پیاده‌سازی کرده است. بنابراین می‌توانید از این کلاس برای رسیدن به هدف خود استفاده کنید.

این کلاس یک رویداد (Event) به نام ProgressChanged ارائه می‌دهد که می‌تواند با هر به‌روزرسانی پیشرفت از کد ناهمزمان فعال شود.

استفاده از Delegate در Progress

یک نکته جالب دیگر این است که این کلاس Progress دارای دو سازنده (Constructor) است که یکی از آن‌ها به شکل زیر است:

public Progress(Action<T> handler);

این نکته به شما سرنخی می‌دهد که می‌توانید یک Delegate را به عنوان پارامتر سازنده کلاس Progress ارسال کنید. این Delegate عملاً نقش یک Event Handler را دارد که می‌توانید از آن برای گزارش پیشرفت استفاده کنید.

بیایید کد قبلی را به‌روزرسانی کنیم تا ببینیم این کار چگونه انجام می‌شود.

ابتدا تابع ProcessRecords را تغییر دادم تا بتواند IProgress را به عنوان یک پارامتر دریافت کند. بیایید نسخه اصلاح‌شده این تابع را ببینیم که تغییرات کلیدی آن پررنگ شده است.

Conventions-UsedThis-Book

نکات مهم (POINTS TO NOTE) 📝

به نکات زیر توجه داشته باشید:

برای ساده‌سازی، من از پارامتر int استفاده کرده‌ام.
با این حال، شما می‌توانید انواع داده‌های دیگر را نیز انتخاب کنید.
از آن‌جایی که ۵ رکورد وجود دارد، بعد از پردازش هر رکورد، درصد پیشرفت را ۲۰٪ افزایش می‌دهم.

نمونه کد:

static void ProcessRecords(IProgress<int> progress)
{
    WriteLine($"Starts processing the records...");
    int progressPercentage = 0;
    for (int i = 1; i <= 5; i++)
    {
        // Varying the delay
        Thread.Sleep(i * 500);
        progressPercentage += 20;
        progress.Report(progressPercentage);
    }
    WriteLine("All the records are processed.");
}

به‌روزرسانی کد فراخوانی (Calling Code) 🔄

برای استفاده از این تابع اصلاح‌شده، نیاز داشتم کد فراخوانی‌کننده را هم به‌روزرسانی کنم. بنابراین خط زیر:

var recordProcessingTask = Task.Run(ProcessRecords);

را با خطوط زیر جایگزین کردم:

IProgress<int> reportProgress = new Progress<int>(
    i => WriteLine($"Completed: {i}%")
);

var recordProcessingTask = Task.Run(() => ProcessRecords(reportProgress));

می‌بینید که سازنده Progress حالا یک Delegate می‌پذیرد که داده‌های پیشرفت را به عنوان پارامتر دریافت می‌کند. این Delegate هر بار که گزارش پیشرفت ارسال می‌شود، اجرا خواهد شد.

نمایش دوم (Demonstration 2) 🖥️

بیایید اجرای اصلاح‌شده را ببینیم:

using static System.Console;

WriteLine("The main thread is initiating a task to process some records.");
IProgress<int> reportProgress = new Progress<int>(
    i => WriteLine($"Completed: {i}%")
);

var recordProcessingTask = Task.Run(() => ProcessRecords(reportProgress));
WriteLine("The main thread is doing other work now.");
recordProcessingTask.Wait();

// The ProcessRecords function is placed here. It is not shown again to avoid repetition.

توجه: برای مشاهده نمونه کامل، پروژه Chapter6_Demo2 را دانلود کنید.

خروجی (Output) 🖨️

نمونه خروجی:

The main thread is initiating a task to process some records.
The main thread is doing other work now.
Starts processing the records...
Completed: 20%
Completed: 40%
Completed: 60%
Completed: 80%
All the records are processed.
Completed: 100%

همان‌طور که می‌بینید، برنامه به‌خوبی وضعیت به‌روزرسانی پیشرفت را چاپ می‌کند.

ایجاد و اجرای Taskها به‌صورت ضمنی (Creating and Running Tasks Implicitly) ⚙️

در سطح بالا، TPL (Task Parallel Library) شامل بخش‌های زیر است:

ساختارهای موازی‌سازی Taskها (Task parallelism constructs)
کلاس Parallel

TPL از موازی‌سازی داده‌ها از طریق کلاس Parallel پشتیبانی می‌کند. می‌توانید نسخه موازی حلقه for (با استفاده از Parallel.For) و حلقه foreach (با استفاده از Parallel.ForEach) را در این کلاس استفاده کنید.

جزئیات کامل کلاس Parallel خارج از محدوده این کتاب است. با این حال، بد نیست بدانید که این کلاس یک متد مفید به نام Invoke دارد که به شما کمک می‌کند چندین Task را به‌صورت هم‌زمان اجرا کنید.

یادداشت نویسنده: از آن‌جایی که بخش اول (ساختارهای موازی‌سازی Taskها) قبلاً در این کتاب پوشش داده شده است، در این بخش به آن نمی‌پردازیم.

استفاده از Parallel.Invoke 🧩

لینک آنلاین زیر بیان می‌کند:
https://learn.microsoft.com/en-us/previousversions/msp-n-p/ff963549(v=pandp.10)?redirectedfrom=MSDN

Parallel.Invoke ساده‌ترین بیان الگوی Task موازی است. این متد برای هر Delegate Method که در آرایه params آن قرار دارد، Taskهای موازی جدید ایجاد می‌کند. متد Invoke زمانی برمی‌گردد که همه Taskها تمام شده باشند.

در زمان نگارش این کتاب، دو بارگذاری (Overload) برای متد موازی Invoke وجود دارد. در اینجا ساده‌ترین آن‌ها را در نظر می‌گیریم که به این صورت است:

public static void Invoke(params Action[] actions);

می‌دانید که هنگام استفاده از این متد، می‌توانید تعداد متغیری از Action Instanceها را به متد Invoke ارسال کنید. بیایید سه نمونه Action بسازیم و آن‌ها را در برنامه زیر ارسال کنیم.

نمایش سوم (Demonstration 3) 🖥️

نمونه کامل برنامه:

using static System.Console;

#region Parallel.Invoke
WriteLine("Using Parallel.Invoke method.");

Action greet = new(() => WriteLine($"Task {Task.CurrentId} says: Hello reader!"));
Action printMsg = new(() => WriteLine($"Task {Task.CurrentId} says: This is a beautiful day."));
Action ask = new(() => WriteLine($"Task {Task.CurrentId} says: How are you?"));

Parallel.Invoke(greet, printMsg, ask);
WriteLine("End Parallel.Invoke");
#endregion

خروجی (Output) 🖨️

نمونه خروجی اجرای Parallel.Invoke:

Using Parallel.Invoke method.
Task 3 says: Hello reader!
Task 1 says: This is a beautiful day.
Task 2 says: How are you?
End Parallel.Invoke

پیشنهادات تکمیلی (Additional Suggestions) 💡

قبل از پایان این بخش، چند پیشنهاد برای شما دارم:

برای کنترل بیشتر بر اجرای Taskها، بهتر است آن‌ها را به‌صورت صریح ایجاد و اجرا کنید.
زمانی که این کتاب را به پایان رساندید و دانش بیشتری در مورد برنامه‌نویسی ناهمزمان کسب کردید، می‌توانید پست آنلاین زیر را مطالعه کنید که این رویکردها را مقایسه کرده است:
https://devblogs.microsoft.com/pfxteam/task-run-vs-task-factory-startnew/

هرچند این مقاله مدت‌ها پیش نوشته شده، همچنان مفید است. البته برای درک آن باید با کلیدواژه‌های async و await آشنا باشید.

پرسش و پاسخ (Q&A Session) ❓💬

سوال ۶.۱:
می‌بینم که Task ۲ بعد از Task ۳ در خروجی قبلی تمام شده است. آیا این رفتار طبیعی است؟ همچنین می‌بینم که شما منتظر اتمام Taskها نشدید. آیا این درست است؟

پاسخ:
بله. لینک آنلاین زیر بیان می‌کند:
https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.threading.tasks.parallel.invoke?view=net-9.0

این متد برای اجرای مجموعه‌ای از عملیات استفاده می‌شود، که ممکن است به‌صورت موازی اجرا شوند. هیچ تضمینی در مورد ترتیب اجرای عملیات یا موازی بودن آن‌ها وجود ندارد. این متد قبل از این که تمام عملیات ارائه‌شده تمام شوند (چه به‌طور عادی و چه با خطا)، برنمی‌گردد.

سوال ۶.۲:
به نظر می‌رسد که من می‌توانم Taskهای جداگانه بسازم و منتظر بمانم تا اجرای آن‌ها تمام شود، به‌جای استفاده از Parallel.Invoke. آیا درست است؟

پاسخ:
مشاهده خوبی است. لینک آنلاین زیر نیز این موضوع را تأیید می‌کند:
https://learn.microsoft.com/en-us/previous-versions/msp-n-p/ff963549(v=pandp.10)?redirectedfrom=MSDN

درونی، Parallel.Invoke Taskهای جدید ایجاد کرده و منتظر آن‌ها می‌ماند. این کار را با استفاده از متدهای کلاس Task انجام می‌دهد.

اگر به لینک بالا مراجعه کنید، متوجه می‌شوید که می‌توانم برنامه معادل زیر را بنویسم:

using static System.Console;

Task greet2 = Task.Factory.StartNew(
    () => WriteLine($"Task {Task.CurrentId} says: Hello reader!")
);

Task printMsg2 = Task.Factory.StartNew(
    () => WriteLine($"Task {Task.CurrentId} says: This is a beautiful day.")
);

Task ask2 = Task.Factory.StartNew(
    () => WriteLine($"Task {Task.CurrentId} says: How are you?")
);

Task.WaitAll(greet2, printMsg2, ask2);

نکته: زمانی که با تعداد زیادی Delegate کار می‌کنید، ایجاد Taskهای جداگانه برای هرکدام و مدیریت آن‌ها راه‌حل مناسبی نیست. استفاده از Parallel.Invoke باعث راحتی و کارایی بیشتر در چنین مواردی می‌شود.

سوال ۶.۳:
تفاوت موازی‌سازی داده‌ها (Data Parallelism) و موازی‌سازی Taskها (Task Parallelism) چیست؟

پاسخ:
مایکروسافت این تفاوت را به‌خوبی این‌گونه بیان می‌کند:

موازی‌سازی داده‌ها و موازی‌سازی Taskها دو انتهای یک طیف هستند.
در موازی‌سازی داده‌ها، یک عملیات واحد روی ورودی‌های متعدد اعمال می‌شود.
در موازی‌سازی Taskها، از عملیات مختلف استفاده می‌شود که هرکدام ورودی خاص خود را دارند.

Taskهای پیش‌محاسبه‌شده (Precomputed Tasks) ⚡

یکی از مزایای اصلی انجام عملیات ناهمزمان (Asynchronous)، اجرای سریع‌تر است. با این حال، برخی از عملیات‌ها حتی با تلاش زیاد شما همچنان زمان‌بر هستند. برای مقابله با این مشکل می‌توانید از مکانیسم کش (Caching) استفاده کنید. بیایید این موضوع را دقیق‌تر بررسی کنیم.

بدون کش (Without Caching) 🚫

برنامه زیر متدی زمان‌بر به نام TimeConsumingMethod را اجرا می‌کند. هر بار که این متد را فراخوانی می‌کنید، باید بیش از ۳ ثانیه منتظر بمانید تا یک عدد تصادفی تولید شود. حالا برنامه‌ای بنویسیم که این متد را چندین بار فراخوانی کند:

نمایش چهارم (Demonstration 4) 🖥️

using System.Diagnostics;
using static System.Console;

Stopwatch stopwatch = Stopwatch.StartNew();
WriteLine(Sample.TimeConsumingMethod().Result);
stopwatch.Stop();
WriteLine($"Elapsed time: {stopwatch.ElapsedMilliseconds} milliseconds");

stopwatch.Restart();
// Subsequent calls
WriteLine(Sample.TimeConsumingMethod().Result);
stopwatch.Stop();
WriteLine($"Elapsed time: {stopwatch.ElapsedMilliseconds} milliseconds");

class Sample
{
    static int flagValue = 0;

    public static Task<int> TimeConsumingMethod()
    {
        return Task.Run(
            () =>
            {
                WriteLine("Forming the value...");
                // Simulating a delay before forming the value
                Thread.Sleep(3000);
                flagValue = new Random().Next(0, 100);
                return flagValue;
            }
        );
    }
}

خروجی (Output) 🖨️

نمونه خروجی اجرای برنامه:

Forming the value...
87
Elapsed time: 3092 milliseconds
Forming the value...
45
Elapsed time: 3017 milliseconds

تحلیل (Analysis) 🔍

می‌بینید که هر بار که متد زمان‌بر فراخوانی می‌شود، بیش از ۳ ثانیه طول می‌کشد تا یک عدد برگرداند.

اعمال مکانیزم کش (Applying Caching Mechanism) 💾

برای بهبود برنامه می‌توانید از مکانیزم کش (Cache) استفاده کنید. ایده به این صورت است:
وقتی مقدار یک‌بار محاسبه شد، آن را در کش نگه می‌داریم؛ در نتیجه، بار بعدی که کاربر متد را فراخوانی می‌کند، همان مقدار ذخیره‌شده در کش به او برگردانده می‌شود.

در این زمینه می‌توانید از متد Task.FromResult استفاده کنید. این متد به شما کمک می‌کند یک شیء Task آماده را برگردانید که مقدار موردنظر در ویژگی Result آن نگه‌داری شده است.

این روش به‌ویژه زمانی مفید است که یک عملیات ناهمزمان (Asynchronous) انجام می‌دهید که Task برمی‌گرداند، اما نتیجه آن قبلاً در دسترس است.

نمایش پنجم (Demonstration 5) 🖥️

بیایید متد زمان‌بر کلاس Sample را به شکل زیر اصلاح کنیم:

// There is no other change in the previous code
class Sample
{
    static bool cacheFormed;
    static int flagValue = 0;

    public static Task<int> TimeConsumingMethod()
    {
        return Task.Run(() =>
        {
            if (!cacheFormed)
            {
                WriteLine("First call: forming the value...");
                // Simulating a delay before forming the value
                Thread.Sleep(3000);
                flagValue = new Random().Next(0, 100);
                cacheFormed = true;
            }
            else
            {
                WriteLine("Subsequent call(s): getting the value from the cache.");
                Task.FromResult(flagValue);
            }

            return flagValue;
        });
    }
}

خروجی (Output) 🖨️

نمونه خروجی:

First call: forming the value...
42
Elapsed time: 3026 milliseconds
Subsequent call(s): getting the value from the cache.
42
Elapsed time: 1 milliseconds

تحلیل (Analysis) 🔍

می‌بینید که مکانیزم کش باعث شد در فراخوانی‌های بعدی زمان پاسخ‌دهی به‌طور چشمگیری کاهش پیدا کند.

پرسش و پاسخ (Q&A Session) ❓💬

سوال ۶.۴:
می‌توانید یک نمونه واقعی بگویید که در آن از Taskهای پیش‌محاسبه‌شده (Precomputed Tasks) استفاده کنم؟

پاسخ:
فرض کنید برنامه‌ای دارید که کاربر یک URL وارد می‌کند، سپس برنامه شروع به دانلود داده‌ها از آن URL برای پردازش‌های بعدی می‌کند. در این حالت، برای جلوگیری از دانلودهای تکراری، می‌توانید URL و داده‌های مربوطه را در کش ذخیره کنید.

استفاده از TaskCompletionSource 🛠️

دیدید که Taskها می‌توانند به شما کمک کنند تا کارهای پس‌زمینه را انجام دهید. همچنین برای مدیریت آیتم‌های کاری مثل انجام کارهای ادامه‌دار (Continuation Works)، مدیریت Taskهای فرزند (Child Tasks) یا مدیریت خطاها (Exceptions) مفید هستند.

اما گاهی لازم است کنترل بیشتری بر Taskها داشته باشید. در چنین شرایطی، کلاس TaskCompletionSource می‌تواند بسیار مفید باشد. بیایید استفاده از آن را بررسی کنیم.

کلاس TaskCompletionSource به شما امکان می‌دهد یک Task را از هر عملیاتی که قرار است در آینده کامل شود ایجاد کنید.

مایکروسافت در لینک زیر این کلاس را این‌گونه توضیح داده است:
https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.threading.tasks.taskcompletionsource-1?view=net-8.0

نماینده سمت تولیدکننده یک Task است که به هیچ Delegate خاصی متصل نیست و سمت مصرف‌کننده از طریق ویژگی Task به آن دسترسی دارد.

به بیان ساده‌تر، در پشت‌صحنه، با استفاده از این کلاس، یک Task وابسته (Slave Task) دارید که می‌توانید به‌صورت دستی آن را کامل کنید. این قابلیت برای کارهای I/O محور بسیار ایده‌آل است، چون می‌توانید از مزایای Taskها استفاده کنید بدون این‌که رشته فراخوانی‌کننده را مسدود کنید.

نحوه استفاده (How to Use?) 🛠️

حالا سؤال این است: چطور باید از این کلاس استفاده کنیم؟

اولین قدم این است که یک نمونه (Instance) از این کلاس ایجاد کنید.
به‌محض نمونه‌سازی، چند متد داخلی (Built-in Methods) در اختیار شما قرار می‌گیرد که می‌توانند نیازهای شما را برآورده کنند.

در تصویر زیر (نمونه اسکرین‌شات از Visual Studio) جزئیات این کلاس نشان داده شده است (شکل 6-1 را ببینید).

Conventions-UsedThis-Book

از روی این اسکرین‌شات چه متوجه می‌شویم؟

از تصویر مشخص است که نام متدها یا با “Set” شروع می‌شوند یا با “TrySet”.

گروه اول (Set) مقدار بازگشتی ندارد (void).
گروه دوم (TrySet) مقدار بازگشتی بولی (bool) دارد.

نکات مهم درباره این متدها:

زمانی که هرکدام از این متدها را صدا می‌زنید، تسک وارد یکی از حالات نهایی (RanToCompletion، Faulted، یا Canceled) می‌شود.
متدهای گروه اول (یعنی متدهایی که با Set شروع می‌شوند) باید دقیقاً یک‌بار فراخوانی شوند؛ در غیر این صورت با Exception مواجه می‌شوید. (پاسخ سوال 6.5 بیشتر توضیح می‌دهد.)

دمو 6 – TaskCompletionSource در عمل

برای درک بهتر، این برنامه را بررسی کنید:

در ابتدای برنامه، یک نمونه از کلاس TaskCompletionSource به نام tcs ایجاد شده است. در نتیجه می‌توانیم در مراحل بعدی از ویژگی Task آن استفاده کنیم.
کاربر می‌تواند با فشردن کلید y جزئیات عملیات پس‌زمینه را دریافت کند. اگر کلید دیگری وارد کند، برنامه بدون نمایش جزئیات پایان می‌یابد.

کد نمونه:

using static System.Console;

WriteLine($"The TaskCompletionSource demo.");

TaskCompletionSource<string> tcs = new();
Task<string> collectInfoTask = tcs.Task;

// شروع یک تسک پس‌زمینه
var backgroundTask = Task.Run(() =>
{
    // عملیات پس‌زمینه (در این مثال خالی است)
});

WriteLine("Monitoring the activity before setting the result.");

// شبیه‌سازی تاخیر قبل از ست کردن نتیجه
Thread.Sleep(3000);

bool isSuccess = tcs.TrySetResult("Everything went well.");
if (isSuccess)
{
    WriteLine("\nThe result is set successfully.");
}

WriteLine("\nEnter a key (if interested, press 'y' to get the details).");
var input = ReadKey();

if (input.KeyChar == 'y')
{
    WriteLine($"\nReceived: {collectInfoTask.Result}");
}

WriteLine("\nThank you!");

نمونه خروجی‌ها:

حالت 1 (کاربر جزئیات را می‌خواهد):

The TaskCompletionSource demo.
Enter a key (if interested, press 'y' to get the details).
Monitoring the activity before setting the result.
y
The result is set successfully.
Received: Everything went well.
Thank you!

حالت 2 (کاربر جزئیات را نمی‌خواهد و مثلاً “n” وارد می‌کند):

The TaskCompletionSource demo.
Enter a key (if interested, press 'y' to get the details).
Monitoring the activity before setting the result.
n
Thank you!

پرسش و پاسخ

سوال 6.5 – چرا گفتید متدهای Set را فقط یک‌بار باید فراخوانی کرد؟

اگر این متدها را بیش از یک‌بار فراخوانی کنید، با Exception مواجه می‌شوید:

tcs.SetResult("Everything went well.");
tcs.SetResult("The result is set for the second time."); // Exception!

خروجی خطا:

Unhandled exception. System.AggregateException:
One or more errors occurred.
(An attempt was made to transition a task to a final state when it had already completed.)

برای جلوگیری از این مشکل، TrySetResult بهتر است چون true یا false برمی‌گرداند و Exception نمی‌دهد.

سوال 6.6 – کجا می‌توانم از TaskCompletionSource استفاده کنم؟

یک سناریوی واقعی: فرض کنید برنامه‌ای رویدادمحور دارید که کاربر باید اطلاعات کاربری یا Credential وارد کند.

اگر اطلاعات درست باشد، برنامه فعالیت کاربر را در پایگاه داده ذخیره می‌کند.
اگر اطلاعات اشتباه باشد، برنامه Exception ایجاد کرده و خطا را نمایش می‌دهد.

در چنین مواردی می‌توانید از TaskCompletionSource برای کنترل روند کار استفاده کنید.

خلاصه

این فصل مطالب تکمیلی‌ای را ارائه می‌دهد که می‌تواند در برنامه‌نویسی با Task به شما کمک کند. پس از مطالعه این فصل، قادر خواهید بود به پرسش‌های زیر پاسخ دهید:

چگونه می‌توان هنگام اجرای یک وظیفه طولانی، میزان پیشرفت را گزارش کرد؟
چگونه می‌توان وظایف را به‌صورت ضمنی (Implicitly) ایجاد کرد؟
چگونه می‌توان از یک وظیفه از پیش محاسبه‌شده (Precomputed Task) بهره برد؟
کلاس TaskCompletionSource چگونه می‌تواند به شما در مدیریت یک وظیفه I/O-محور کمک کند؟

تمرین‌ها ✍️

دانسته‌های خود را با انجام تمرین‌های زیر بسنجید:

Conventions-UsedThis-Book

یادآوری 📝

همان‌طور که قبلاً گفته شد، می‌توانید با خیال راحت فرض کنید که تمام namespace‌های لازم برای این قطعه‌کدها در دسترس هستند. این توضیح برای تمامی تمرین‌های این کتاب هم صدق می‌کند.

تمرین 6.1

اگر کد زیر را اجرا کنید، می‌توانید خروجی را پیش‌بینی کنید؟

using static System.Console;
TaskCompletionSource<int> tcs = new();
int value = 10;
var task1 = Task.Run(() => value++);
task1.Wait();
var task2 = Task.Run(() =>
{
    tcs.SetResult(value * 10);
});
WriteLine($"The final result is: {tcs.Task.Result}");

تمرین 6.2

می‌توانید خروجی برنامه زیر را پیش‌بینی کنید؟

using static System.Console;
var task = Task.Run(() => "Thanks God!");
string msg = string.Concat(task.Result, " What a beautiful day!");
var task2 = Task.FromResult(msg);
WriteLine(task2.Result);

تمرین 6.3

می‌توانید خروجی برنامه زیر را پیش‌بینی کنید؟

using static System.Console;
try
{
    Action greet = new(() => WriteLine($"Hello reader!"));
    Action raiseError = new(
        () => throw new Exception("There is a problem."));
    Parallel.Invoke(greet, raiseError);
}
catch (AggregateException ae)
{
    foreach (Exception ex in ae.InnerExceptions)
    {
        WriteLine(ex.Message);
    }
}

پاسخ تمرین‌ها ✅

تمرین 6.1
خروجی زیر را مشاهده خواهید کرد:

The final result is: 110

🔑 نکته: دقت کنید که task1 مقدار اولیه را به 11 تغییر می‌دهد، و سپس task2 آن را به 11×10=110 تنظیم می‌کند. دستور Wait برای حفظ ترتیب اجرا قرار داده شده است.

تمرین 6.2
خروجی زیر را مشاهده خواهید کرد:

Thanks God! What a beautiful day!

تمرین 6.3
خروجی زیر را مشاهده خواهید کرد:

Hello reader!
There is a problem.

✍️ یادداشت نویسنده: این خروجی قابل پیش‌بینی است. چرا؟ چون همیشه پیام خطا "There is a problem." بعد از خط "Hello reader!" نمایش داده می‌شود.

لینک رسمی برای تأیید این موضوع:
Parallel.Invoke exceptions – Microsoft Docs

متن می‌گوید:

هر استثنایی که هنگام اجرای Parallel.Invoke رخ دهد، به تعویق می‌افتد و پس از اتمام تمام وظایف دوباره پرتاب می‌شود. تمام استثناها به‌صورت inner exception‌های یک نمونه‌ی AggregateException بازگردانده می‌شوند.