SoundPlayer 和 PictureBox 组件表示基于事件的异步模式的简单实现。WebClient 和 BackgroundWorker 组件表示基于事件的异步模式的更复杂的实现。

下面是一个符合此模式的类声明示例：

public class AsyncExample{    // Synchronous methods.    public int Method1(string param);    public void Method2(double param);    // Asynchronous methods.    public void Method1Async(string param);    public void Method1Async(string param, object userState);    public event Method1CompletedEventHandler Method1Completed;    public void Method2Async(double param);    public void Method2Async(double param, object userState);    public event Method2CompletedEventHandler Method2Completed;    public void CancelAsync(object userState);    public bool IsBusy { get; }    // Class implementation not shown.}

这里虚构的 AsyncExample 类有两个方法，都支持同步和异步调用。同步重载的行为类似于方法调用，它们对调用线程执行操作；如果操作很耗时，则调用的返回可能会有明显的延迟。异步重载将在另一个线程上启动操作，然后立即返回，允许在调用线程继续执行的同时让操作“在后台”执行。

异步操作可以有两个重载：单调用和多调用。您可以通过方法签名来区分这两种形式：多调用形式有一个额外的参数，即 userState。使用这种形式，您的代码可以多次调用 Method1Async(string param, object userState)，而不必等待任何挂起的异步操作的完成。另一方面，如果您尝试在前一个调用尚未完成时调用 Method1Async(string param)，该方法将引发 InvalidOperationException。

多调用重载的 userState 参数可帮助您区分各个异步操作。您应分别为各个 Method1Async(string param, object userState) 调用提供一个唯一值（例如 GUID 或哈希代码）；这样，当各个操作完成时，您的事件处理程序便可以确定哪个操作的实例引发了完成事件。

如果您使用多调用重载，您的代码将需要跟踪挂起的任务的 userState 对象（任务 ID）。对于每个 Method1Async(string param, object userState) 调用，您通常应生成一个新的、唯一的 userState 对象并将此对象添加到集合中。当对应于此 userState 对象的任务引发完成事件时，您的完成方法实现将检查 System.ComponentModel.AsyncCompletedEventArgs.UserState 并将此对象从集合中删除。在以这种方式使用时，userState 参数充当任务 ID 的角色。

注意
在为您对多调用重载的调用中的 userState 提供唯一值时，一定要小心。如果任务 ID 不唯一，将导致异步类引发 ArgumentException。

我们必须能够在异步操作完成之前随时取消它们，这一点很重要。实现基于事件的异步模式的类将有一个 CancelAsync 方法（如果有多个异步方法）或 MethodNameAsyncCancel 方法（如果只有一个异步方法）。

允许多个调用的方法采用 userState 参数，此参数可用来跟踪各个任务的生存期。CancelAsync 采用 userState 参数，此参数允许您取消特定的挂起任务。

一次只支持一个挂起的操作的方法（如 Method1Async(string param)）是不可取消的。

符合基于事件的异步模式的类可以为跟踪进度和增量结果提供事件。此事件通常叫做 ProgressChanged 或 MethodNameProgressChanged，它对应的事件处理程序会带有一个 ProgressChangedEventArgs 参数。

ProgressChanged 事件的事件处理程序可以检查 System.ComponentModel.ProgressChangedEventArgs.ProgressPercentage 属性来确定异步任务完成的百分比。此属性的范围是 0 到 100，可用来更新 ProgressBar 的 Value 属性。如果有多个异步操作挂起，您可以使用 System.ComponentModel.ProgressChangedEventArgs.UserState 属性来分辨出哪个操作在报告进度。

一些类可能会在异步操作继续时报告增量结果。这些结果将保存的派生自 ProgressChangedEventArgs 的类中，并显示为此派生类中的属性。您可以在 ProgressChanged 事件的事件处理程序中访问这些结果，就像访问 ProgressPercentage 属性一样。如果有多个异步操作挂起，您可以使用 UserState 属性来分辨出哪个操作在报告增量结果。

void MethodNameAsyncCancel(object userState);

void MethodNameAsyncCancel();

void CancelAsync(object userState);

void CancelAsync();

如果您定义了 CancelAsync(object userState) 方法，则客户端必须小心选择它们的状态值，使其能够区分该对象上调用的所有异步方法，而不是只区分单个异步方法的所有调用。

命名单个异步操作版本 MethodNameAsyncCancel 的决定基于能在类似于 Visual Studio 的 IntelliSense 的设计环境中更简便地发现方法。这用于将相关成员分组并将它们从其他与异步功能无关的成员中区分出来。如果您期望向后面的版本中添加其他的异步操作，最好定义 CancelAsync。

请不要从上表中的同一类定义多个方法。这不容易弄明白，或者由于方法的增殖，类接口将变得混乱。

这些方法通常将立即返回，且该操作可能会实际取消，也可能不会。在 MethodNameCompleted 事件的事件处理程序中，MethodNameCompletedEventArgs 对象包括一个 Cancelled 字段，客户端可使用该字段来确定是否发生了取消。

遵守实现基于事件的异步模式的最佳做法中所述的取消语义。

如果您的类只支持一个异步操作，并且该操作能够返回增量结果，则：

• 扩展 ProgressChangedEventArgs 类型以承载增量结果数据，并使用此扩展数据定义 MethodNameProgressChanged 事件。

• 存在要报告的增量结果时，引发此 MethodNameProgressChanged 事件。

此解决方案特别适用于单异步操作类，因为发生的同一事件可以返回“所有操作”上的增量结果，与 MethodNameProgressChanged 事件的作用相同。

在这种情况下，您的类支持多个异步方法，每个方法都能够返回增量结果，并且这些增量结果都具有相同的数据类型。

遵循上述单一操作类模型，因为同一 EventArgs 结构将用于所有增量结果。定义 ProgressChanged 事件，而不是 MethodNameProgressChanged 事件，因为它适用于多个异步方法。

如果您的类支持多个异步方法，每个异步方法返回不同类型的数据，您应该：

• 将您的增量结果报告与您的进度报告分开。

• 使用适当的 EventArgs 为每个异步方法定义一个单独的 MethodNameProgressChanged 事件以处理此方法的增量结果数据。

按照实现基于事件的异步模式的最佳做法中所述，在适当的线程上调用事件处理程序。

成功完成操作、遇到错误或取消操作时，始终要调用方法名称Completed 事件处理程序。任何情况下，应用程序都不应遇到这样的情况：应用程序保持空闲状态，而操作却一直不能完成。此规则的一个例外是：异步操作本身被设计为永远不完成。

对于每个单独的方法名称Async 方法，应用以下设计要求：

• 在该方法所在类中定义一个方法名称Completed 事件。

• 为自 AsyncCompletedEventArgs 类派生的方法名称Completed 事件定义一个 EventArgs 类和伴随的委托。默认类名称的格式应当是方法名称CompletedEventArgs。

• 确保 EventArgs 类是特定于方法名称方法的返回值的。当使用 EventArgs 类时，切勿要求开发人员强制转换结果。

  下面的代码示例分别演示了此项设计要求的合理实现和错误实现。

// Good designprivate void Form1_MethodNameCompleted(object sender, xxxCompletedEventArgs e) {     DemoType result = e.Result;}// Bad designprivate void Form1_MethodNameCompleted(object sender, MethodNameCompletedEventArgs e) {     DemoType result = (DemoType)(e.Result);}

• 如果类支持多个并发调用，开发人员则可以通过定义带有对象赋值状态参数或任务 ID（名为 userSuppliedState）的方法名称Async 重载，分别跟踪每个调用。此参数应当始终是方法名称Async 方法的签名中的最后一个参数。

• 如果类定义了带有对象赋值状态参数或任务 ID 的方法名称Async 重载，请确保使用该任务 ID 来跟踪操作的生存期，并确保将该任务 ID 返回到完成处理程序。有一些用来提供帮助的帮助器类。有关并发管理的更多信息，请参见演练：实现支持基于事件的异步模式的组件。

• 如果类定义了没有状态参数的方法名称Async 方法，而且它不支持多个并发调用，请确保任何在前一方法名称Async 调用完成之前调用方法名称Async 的尝试都会引发 InvalidOperationException。

• 一般来说，如果多次调用了不带 userSuppliedState 参数的方法名称Async 方法（会导致多个未处理的操作），则不要引发异常。如果类明显无法处理这种情况，则将引发异常，但可假定开发人员能够处理多个不可区分回调。

• 如果在执行异步操作期间出现错误，其结果应当不可访问。确保在 Error 不为 null 时访问 AsyncCompletedEventArgs 中的任何属性都会引发由 Error 引用的异常。AsyncCompletedEventArgs 类为达到此目的提供了 RaiseExceptionIfNecessary 方法。

• 确保访问结果的任何尝试将引发 InvalidOperationException，指出该操作已被取消。请使用 System.ComponentModel.AsyncCompletedEventArgs.RaiseExceptionIfNecessary 方法来进行此项验证。

• 尽可能支持进度报告。这样可以使开发人员在使用您的类时能提供更好的应用程序用户体验。

• 如果实现了一个 ProgressChanged/方法名称ProgressChanged 事件，请确保在引发了特定异步操作的方法名称Completed 事件之后，不会引发该操作的任何此类事件。

• 如果正在填充标准的 ProgressChangedEventArgs，则请确保始终能够将 ProgressPercentage 解释为一个百分比。该百分比不必是一个精确值，但它应表示为百分数的形式。如果您的进度报告读数不能是一个百分数，则请从 ProgressChangedEventArgs 类中派生一个类并将 ProgressPercentage 保留为 0。避免使用非百分数的报告读数。

• 请确保在应用程序生命周期中的适当时间在适当的线程上引发了 ProgressChanged 事件。有关更多信息，请参见“线程处理和上下文”一节。

• 如果您的类支持多个并发调用，则不要公开 IsBusy 属性。例如，XML Web services 代理不会公开 IsBusy 属性，因为它们支持异步方法的多个并发调用。

• 在调用方法名称Async 方法之后，但在引发方法名称Completed 事件之前，IsBusy 属性应返回 true。否则它将返回 false。BackgroundWorker 和 WebClient 组件都是公开 IsBusy 属性的类的示例。

• 尽可能支持取消。这样可以使开发人员在使用您的类时能提供更好的应用程序用户体验。

• 在发生取消时，设置 AsyncCompletedEventArgs 对象中的 Cancelled 标志。

• 确保访问结果的任何尝试将引发 InvalidOperationException，指出该操作已被取消。请使用 System.ComponentModel.AsyncCompletedEventArgs.RaiseExceptionIfNecessary 方法来进行此项验证。

• 请确保对取消方法发出的调用始终能够成功返回，而且从不引发异常。一般来说，客户端不会得到关于在任何给定时间是否真正取消了某个操作的通知，也不会得到关于以前发出的取消是否已经成功的通知。不过，应用程序在取消成功时总能得到通知，因为应用程序参与了完成状态。

• 在取消操作时，应引发方法名称Completed 事件。

• 捕获所有发生在异步操作中的异常并将 System.ComponentModel.AsyncCompletedEventArgs.Error 属性的值设置为该异常。

为了使类正确运行，应当使用给定应用程序模型（包括 ASP.NET 和 Windows 窗体应用程序）的适当线程或上下文调用客户端事件处理程序，这一点很重要。我们提供了两个重要的帮助器类，以确保您的异步类在任何应用程序模型中都能正确运行，这两个帮助器类是 AsyncOperation 和 AsyncOperationManager。

AsyncOperationManager 提供了 CreateOperation 方法，该方法会返回一个 AsyncOperation。方法名称Async 方法调用 CreateOperation，类使用返回的 AsyncOperation 跟踪异步任务的生存期。

若要向客户端报告进度、增量结果和完成，请调用 AsyncOperation 的 Post 和 OperationCompleted 方法。AsyncOperation 负责将对客户端事件处理程序的调用封送到适当的线程和上下文。

注意
如果您明确想违反应用程序模型的策略，但仍想获得使用基于事件的异步模式的其他好处，则您可以避开这些规则。例如，您可能希望在 Windows 窗体中进行操作的某个类是自由线程类。只要开发人员了解隐含的限制，您就可以创建自由线程类。控制台应用程序不会将 Post 调用的执行同步。这可导致 ProgressChanged 事件的引发顺序紊乱。如果您希望将 Post 调用的执行序列化，请实现和安装 System.Threading.SynchronizationContext 类。

有关使用 AsyncOperation 和 AsyncOperationManager 启用异步操作的更多信息，请参见演练：实现支持基于事件的异步模式的组件。