並列処理のキャンセル操作(その1)

並列処理のキャンセル操作がどんな感じになるのか興味があったので、ちょっと試してみた結果です。

まずは基本的なものということで、並列処理のスレッドを1つ作って、キャンセル要求されたら単純に return することで中断するもの。

コードは、進捗報告を追加(並列処理とUIスレッドへの追加)のものから、 Parallel.For を使わないものにして、キャンセル操作を記述したものです。
なお、Visual Studio の「デバッグ開始」でデバッグ実行した場合、Visual Studio の設定によっては、MainWindow.xaml.cs の85行目「reportProgressTask.Wait();」のところで「AggeregateException」例外の発生が通知されます。その場合、F5 キー押下で継続させてください。また、Visual Studio の「ツール」-「オプション」-「デバッグ」の「’マイコードのみ’設定を有効にする」のチェックを外すと、この通知が出なくなります。EXE ファイルを直接起動させた場合には、この通知は発生しません。
また、reportProgressTask.Wait() は UI スレッドとの同期を行うことから、別スレッドの動作待ちが発生するため、動作が遅くなります。reportProgressTask.Wait() をコメントにすると動作が早くなりますが、進捗報告が非同期になるため、報告が不正確になります。この部分はトレードオフなので、どちらを優先するか?ですね。

MainWindow.xaml

<Window x:Class="WpfTaskParallelTest004.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        Title="MainWindow" Height="350" Width="525">
    <Grid>
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition Height="auto"/>
            <RowDefinition Height="auto"/>
            <RowDefinition Height="auto"/>
            <RowDefinition Height="auto"/>
            <RowDefinition Height="*"/>
        </Grid.RowDefinitions>
        <TextBlock Grid.Row="0" Text="キャンセルのテスト・素数検索" FontSize="12pt"
                   HorizontalAlignment="Center"/>
        <Button Grid.Row="1" Name="btnDoSerach" Content="検索実行" Padding="4,0" Margin="4"
                HorizontalAlignment="Center" Click="btnDoSerach_Click" />
        <ProgressBar Grid.Row="2" Name="pgbProgress" Height="20" />
        <Button Grid.Row="3" Name="btnCancel" Content="キャンセル" Padding="4,0" Margin="4"
                HorizontalAlignment="Center" Click="btnCancel_Click" />
        <ScrollViewer Grid.Row="4" VerticalScrollBarVisibility="Auto">
            <TextBlock Name="tbkResult" Margin="4" TextWrapping="Wrap"/>
        </ScrollViewer>
    </Grid>
</Window>

MainWindow.xaml.cs

using System;
using System.Windows;
using System.Windows.Controls;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Collections.Concurrent;

namespace WpfTaskParallelTest004
{
    /// <summary>
    /// MainWindow.xaml の相互作用ロジック
    /// </summary>
    public partial class MainWindow : Window
    {
        private const int 総当りの開始 = 2;
        private const int 総当りの終了 = 50000;
        private static double btnCancelHeight;  // キャンセルボタンの高さを保存しておく
        // キャンセルを通知するためのオブジェクト
        private CancellationTokenSource tokenSource;
        private Task<string> task;

        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();

            btnCancelHeight = this.btnCancel.Height;
            this.btnCancel.Height = 0;
        }

        private void btnDoSerach_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            tokenSource = null;
            tokenSource = new CancellationTokenSource();
            var token = tokenSource.Token;  // トークンを取得
            // UI スレッドへのスケジュール用
            var UISyncContext = TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext();

            // プログレスバー設定
            this.pgbProgress.Minimum = 総当りの開始;
            this.pgbProgress.Maximum = 総当りの終了 - 1;
            this.pgbProgress.Value = 総当りの開始;
            this.pgbProgress.Height = 20;

            this.tbkResult.Text = "";

            this.btnCancel.Height = btnCancelHeight;    // キャンセルボタンの高さを戻して表示させる

            task = Task<string>.Factory.StartNew(() =>
            {
                var progressValue = 総当りの開始 - 1;     // 進捗報告用
                var resultQueue = new ConcurrentQueue<string>();

                for (var i = 総当りの開始; i < 総当りの終了; i++)
                {
                    Boolean flag = true;
                    for (var j = 総当りの開始; j < i; j++)
                    {
                        if (token.IsCancellationRequested)
                        {
                            return "";  // キャンセルが要求されていたら、処理を中断する
                        }

                        if ((i % j) == 0)
                        {   // 割り切れたら素数ではない
                            flag = false;
                            break;
                        }
                    }
                    if (flag)   // 素数だったら resultQueue へ文字として追加
                        resultQueue.Enqueue(i.ToString());

                    // UI スレッドで進捗を報告(UIスレッドにスケジューリングされるので、この部分は入れ子のタスクに切り出す)
                    Task reportProgressTask = Task.Factory.StartNew(() =>
                    {
                        if (token.IsCancellationRequested)
                        {
                            return;  // キャンセルが要求されていたら、処理を中断する
                        }

                        progressValue++;    // 進捗報告を 1 進める
                        this.pgbProgress.Value = progressValue;     // プログレスバーの表示を更新
                    }, token,
                       TaskCreationOptions.None,
                       UISyncContext);
                    reportProgressTask.Wait();
                }

                // resultQueue から取り出して、素数の一覧を作成
                string result = "";
                foreach (var m in resultQueue)
                {
                    result += m + ", ";
                }
                return result;
            }, token);

            // task 実行終了後に、実行結果を UI スレッドにて表示する
            var continueTask = task.ContinueWith((taskRef) =>
            {
                this.pgbProgress.Height = 0;    // プログレスバーの高さを 0 にして隠す
                this.btnCancel.Height = 0;      // キャンセルボタンの高さを 0 にして隠す
                this.tbkResult.Text = taskRef.Result;
            }, token, TaskContinuationOptions.NotOnCanceled, UISyncContext);
        }

        private void btnCancel_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            tokenSource.Cancel();   // キャンセルを通知する

            this.pgbProgress.Height = 0;    // プログレスバーの高さを 0 にして隠す
            this.btnCancel.Height = 0;      // キャンセルボタンの高さを 0 にして隠す
        }
    }
}

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