(1)C#的异步async/await
2018-03-01 本文已影响149人
纪晓鱼
首先理解线程、进程的区别
- 默认情况，一个进程只包含一个线程，从程序的开始到执行结束
- 线程可以派生自其它线程，所以一个进程可以包含不同状态的多个线程，来执行程序的不同部分
- 一个进程中的多个线程，将共享该进程的资源
- 系统为处理器执行所规划的单元是线程，而非进程
既然有异步，就有同步，首先先看同步的代码如下：
class Program
{
private static readonly Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();
static void Main(string[] args)
{
stopwatch.Start();
const string url1 = "http://www.cnblogs.com/";
const string url2 = "https://www.jianshu.com/p/ea1fbd3d550a";
//两次调用 CountCharacters 方法（下载某网站内容，并统计字符的个数）
var result1 = CountCharacters(1, url1);
var result2 = CountCharacters(2, url2);
//三次调用 ExtraOperation 方法（主要是通过拼接字符串达到耗时操作）
for (var i = 0; i < 3; i++)
{
ExtraOperation(i + 1);
}
Console.WriteLine($"{url1} 的字符个数：{result1}");
Console.WriteLine($"{url2} 的字符个数：{result2}");
Console.ReadLine();
}
private static int CountCharacters(int id, string address)
{
var client = new WebClient();
Console.WriteLine($"开始调用 id={id} : {stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms ");
var result = client.DownloadString(address);
Console.WriteLine($"调用完成 id = {id}：{stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms");
return result.Length;
}
private static void ExtraOperation(int id)
{
//这里是通过拼接字符串进行一些相对耗时的操作
var s = "";
for (var i = 0; i < 6000; i++)
{
s += i;
}
Console.WriteLine($"id = {id} 的 ExtraOperation 方法完成：{stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms");
}
}
上面就是同步方法的程序。执行顺序就是从上倒下依次执行。这里就会有一个问题。如果在某一个步骤耗时过多，线程就会等待，造成程序未响应。这里就可以使用异步的方式去处理这个问题
- 同步方法：
- 一个程序调用某个方法，等到其执行完成之后才进行下一步操作。这也是默认的形式。
- 异步方法：
- 一个程序调用某个方法，在处理完成之前就返回该方法。通过 async/await 我们就可以实现这种类型的方法。
代码改为如下形式:
class Program
{
private static readonly Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();
static void Main(string[] args)
{
stopwatch.Start();
const string url1 = "http://www.cnblogs.com/";
const string url2 = "http://www.cnblogs.com/liqingwen/";
//两次调用 CountCharacters 方法（下载某网站内容，并统计字符的个数）
Task<int> result1 = CountCharacters(1, url1);
Task<int> result2 = CountCharacters(2, url2);
//三次调用 ExtraOperation 方法（主要是通过拼接字符串达到耗时操作）
for (var i = 0; i < 3; i++)
{
ExtraOperation(i + 1);
}
Console.WriteLine($"{url1} 的字符个数：{result1}");
Console.WriteLine($"{url2} 的字符个数：{result2}");
Console.ReadLine();
}
private static async Task<int> CountCharacters(int id, string address)
{
var client = new WebClient();
Console.WriteLine($"开始调用 id={id} : {stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms ");
var result = await client.DownloadStringTaskAsync(address);
Console.WriteLine($"调用完成 id = {id}：{stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms");
return result.Length;
}
private static void ExtraOperation(int id)
{
//这里是通过拼接字符串进行一些相对耗时的操作
var s = "";
for (var i = 0; i < 6000; i++)
{
s += i;
}
Console.WriteLine($"id = {id} 的 ExtraOperation 方法完成：{stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms");
}
}
修改前的代码和修改后的代码对比如下：
修改前与修改后对比
从上面代码对比可以看出异步的使用方法：
1. 方法修饰符必须有async
2. 方法签名一般以Async结尾
3. 方法中必须包含>0个的await关键字,如果async关键字没有对应的await,编译器会警告，按同步方法执行
异步可以分为三个部分
1. 进入方法到遇到第一个await
2. await执行的代码
3. await之后的代码
示例如下图：
异步方法分三部分
异步的返回值
1. void：没有返回值，没有交互，一般用在事件处理程序
2. Task：获取异步的状态
3. Task< TResult >:返回TResult类型的值
注意点：
* 异步Task和Task.Run的区别：异步是在同一个线程执行，Task.Run是在不同的线程上执行方法
* async只是标识该方法包含一个或多个await表达式，本身不创建异步操作
异步操作的取消
* CancellationToken 和 CancellationTokenSource（未深入讲解）
* 操作不可逆
异步的等待
-
同步等待
* Task对象的wait()方法，适用于单一对象 * 若是一组对象，使用waitAll()和waitany() a. waitall():等待所有方法执行完成 b. waitany():等待任意方法执行完成
2.异步等待
1. Task.WhenAll()，异步等待集合内的 Task 都完成，不会占用主线程的时间
2. Task.WhenAny()
3. Task.Delay()
* 创建Task对象，暂停在线程中的处理，并在一定时间内完成
* 与Thread.Sleep的区别是，不会阻塞线程，线程可以处理其他工作
