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線程池和Task是多線程編程中兩個經常使用的技術，大家在熟悉不過了。他們有什麼關聯關係？Task又是怎麼工作的呢？估計很多時候會犯糊塗。通過翻閱資料，終於弄明白了，與大家分享一下。
工作線程與I/O線程
在ThreadPool中有這樣一個方法：
此方法中有兩個參數：workerThreads和completionPortThreads。這兩個參數引申出了兩個概念：輔助線程（也叫工作線程）和異步 I/O 線程。這兩個線程有什麼區別麼？通過查閱資料，我們可以瞭解到，工作線程其實就是我們編碼主動向ThreadPool中創建的線程。而I/O線程是線程池中預先保留出來的部分線程，這部分線程的作用是爲了分發從IOCP（I/O completion port） 中的回調。
那麼什麼是IOCP回調呢？
在CLR內部，系統維護了一個IOCP（I/O completion port），它提供了處理多個異步I/O請求的線程模型。我們可以把IOCP看做是一個消息隊列。當一個進程創建了一個IOCP，即創建了一個隊列。當異步I/O請 求完成時，設備驅動程序就會生成一個I/O完成包,將它按照FIFO方式排隊列入該完成端口。之後，會由I/O線程提取完成I/O請求包，並調用之前的委託。注意：異步調用服務時，回調函數都是運行於CLR線程池的I/O線程當中。
I/O線程是由CLR調用的，通常情況下，我們不會直接用到它 。但是線程池中區分它們的目的是爲了避免線程都去處理I/O回調而被耗盡，從而引發死鎖。在編程時，開發人員需要關注的是確保I/O線程返回到線程池，I/O回調代碼應該做盡量小的工作，並儘快返回到線程池，否則I/O線程會很快消耗光。如果回調代碼中的工作很多的話，應該考慮把工作拆分到一個工作者線程中去。否則，I/O線程被耗盡，大量工作線程空閒，可能導致死鎖。
再補充一下，當執行I/O操作的時候，無論是同步I/O操作還是異步I/O操作，都會調用的Windows的API方法，比如，當讀取文件時，調用ReadFile函數。該方法會將你的當前線程從用戶態轉變成內核態，會生成一個I/O請求包，並初始化這個請求包。ReadFile會向內核傳遞，根據這個請求包，windows內核知道需要將這個I/O操作發送給哪個硬件設備。這些I/O操作會進入設備自己的處理隊列中，該隊列由這個設備的驅動程序維護。
如果此時是同步I/O操作，那麼在硬件設備操作I/O的時候，發出I/O請求的線程由於無事可做被windows變成睡眠狀態，當硬件設備完成操作後，再喚醒這個線程。這種方式非常直接，但是性能不高，如果請求數很多，那麼休眠的線程數也很多，浪費了大量資源。
如果是異步I/O操作（.Net中，異步的I/O操作大部分爲BeginXXX的形式 ），該方法在Windows把I/O請求包發送到設備的處理隊列後就返回。同時，在調用異步I/O操作時，即調用BeginXXX方法的時候，需要傳入一個委託，該委託方法會隨着I/O請求包一路傳遞到設備的驅動程序。在設備處理完I/O請求包後，將該委託再放到CLR線程池隊列。
總結來說，IOCP（I/O completion port）中有2個隊列，一個是先進先出的隊列，存放的是IO完成包，即已經完成的IO操作需要執行回調方法。還有一個隊列是線程隊列，IOCP會預分配一些線程在這個隊列中，這樣會比即時創建線程處理I/O請求速度更快。這個隊列是後進先出的，好處是下一個請求的到來可能還是用之前的線程來處理，就不需要進行線程上下文切換，提高了性能。
這裏有一個IOCP的解釋，寫的很好。http://gamebabyrocksun.blog.163.com/blog/static/57153463201036104134250/
Task的運行原理分析
Task與ThreadPool什麼關係呢？簡單來說，Task是基於ThreadPool實現的，當然被標記爲LongRunning的Task（單獨創建線程實現）除外。Task被創建後，通過TaskScheduler執行工作項的分配。TaskScheduler會把工作項存儲到兩類隊列中： 全局隊列與本地隊列。全局隊列被設計爲FIFO的隊列。本地隊列存儲在線程中，被設計爲LIFO.
當主程序創建了一個Task後，由於創建這個Task的線程不是線程池中的線程，則TaskScheduler 會把該Task放入全局隊列中。
如果這個Task是由線程池中的線程創建，並且未設置TaskCreationOptions.PreferFairness標記（默認情況下未設置），TaskScheduler 會把該Task放入到該線程的本地隊列中。如果設置了TaskCreationOptions.PreferFairness標記，則放入全局隊列。
官方的解釋是： 最高級任務（即不在其他任務的上下文中創建的任務）與任何其他工作項一樣放在全局隊列上。 但是，嵌套任務或子任務（在其他任務的上下文中創建）的處理方式大不相同。 子任務或嵌套任務放置在特定於執行父任務的線程的本地隊列上。 父任務可能是最高級任務，也可能是其他任務的子任務。
那麼任務放入到兩類隊列中後，是如何被執行的呢？
當線程池中的線程準備好執行更多工作時，首先查看本地隊列。 如果工作項在此處等待，直接通過LIFO的模式獲取執行。 如果沒有，則向全局隊列以FIFO的模式獲取工作項。如果全局隊列也沒有工作項，則查看其他線程的本地隊列是否有可執行工作項，如果存在可執行工作項，則以FIFO的模式出隊執行。