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.NET异步编程初识async与await

2024-08-01 07:50:39   223人阅读

这是两个关键字，用于异步编程。我们传统的异步编程方式一般是Thread、ThreadPool、BeginXXX、EndXXX等等。把调用、回调分开来，代码的逻辑是有跳跃的，于是会导致思路不是很清晰的问题，在.NET 4.5中，新推出的async、await关键字，可以帮助我们像写同步方法一样去写异步方法（保证代码的整齐清晰）。

　　先来看个传统同步方法例子：  

 1         static void Main(string[] args) 2         { 3             // 同步方式 4             Console.WriteLine("同步方式测试开始！"); 5             SyncMethod(0); 6             Console.WriteLine("同步方式结束！"); 7             Console.ReadKey(); 8         } 9 10         // 同步操作11         private static void SyncMethod(int input)12         {13             Console.WriteLine("进入同步操作！");14             var result = SyancWork(input);15             Console.WriteLine("最终结果{0}", result);16             Console.WriteLine("退出同步操作！");17         }18 19         // 模拟耗时操作（同步方法）
20         private static int SyancWork(int val)21         {22             for (int i = 0; i < 5; ++i)23             {24                 Console.WriteLine("耗时操作{0}", i);25                 Thread.Sleep(100);26                 val++;27             }28             return val;29         }

　　可以从右图中看到执行结果，是非常典型的同步执行方法。

　　async关键字能用在方法、lambda表达式的声明部分，用来标示此方法可能包含await关键字，只有拥有async才能在其内部使用await关键字。异步方法可以具有Task、Task<>或void的返回类型；await关键字则是用于返回值是“可等待”类型(awaitable)的方法或lambda表达式内，“awaitable”可以是任何类型（常见的有Task、Task<>），它必须公开一个GetAwaiter() 方法并且返回有效的”awaiter”。更详细的信息可以参考“关于Async与Await的FAQ”，里面介绍了这些概念与注意事项。

　　当一个async方法，且内部包含await关键字，它就会在编译的时候成为一个异步方法，如果没有await关键字，则它将只会被当成一个同步方法来执行。如果对其内部实现感兴趣可以参考“异步性能：了解 Async 和 Await 的成本”一文，相信对深入了解这种机制还是有所帮助的。

　　现在我们尝试使用新出的异步关键字async、await来改造成异步调用：

        {            // 异步方式            Console.WriteLine("\n异步方式测试开始！");            AsyncMethod(0);            Console.WriteLine("异步方式结束！");            Console.ReadKey();         }          // 异步操作        private static async void AsyncMethod(int input)        {            Console.WriteLine("进入异步操作！");            var result = await AsyncWork(input);            Console.WriteLine("最终结果{0}", result);            Console.WriteLine("退出异步操作！");        }        // 模拟耗时操作（异步方法）
        private static async Task<int> AsyncWork(int val)        {            for (int i = 0; i < 5; ++i)            {                Console.WriteLine("耗时操作{0}", i);                await Task.Delay(100);                val++;            }            return val;        }

 　　先来看结果吧，我们发现耗时操作已经是异步进行了。整体流程大概是先由Main函数异步调用AsyncMethod，并不等待AsyncMethod完成，继续往下执行。而AsyncMethod方式在被调用后，在分配到时间片时开始启动，执行函数体内容，并由于await AsyncWork语句而继续异步调用AsyncWork，但由于await关键字，将在此等待AsyncWork完成后，再继续往下执行。那么，AyncWork也一样的，被调用后，在分配到时间片时开始启动，执行耗时操作。

　　可以看到，使用了新的关键字后，同步与异步编程的语法差别进一步减少。随着.NET 4.5的推出，许多新类库和既有类库都支持这种新型的异步语法（比如HttpClient、HttpServer、MemoryStream...），它们以类似ReadAsync、WriteAsync、SendAsync等分开方法来提供具有async声明，且返回类型为Task、Task<>的异步工作方式。

　　补充：

　　刚才有朋友提到await Task.Delay(100)这条语句，这是为了让AsyncWork成为异步方法才加的，如果你要进行的操作不支持await修饰怎么办，其实很简单，使用Task.Factory.StartNew()就行了，举例：

 1         // 异步操作 2         private static async void AsyncMethod(int input) 3         { 4             Console.WriteLine("进入异步操作！"); 5             var result = await Task.Factory.StartNew((Func<object, int>)SyncWork2, input); 6             Console.WriteLine("最终结果{0}", result); 7             Console.WriteLine("退出异步操作！"); 8         } 9 10         // 模拟耗时操作（同步方法）11         private static int SyncWork2(object input)12         {13             int val = (int)input;14             for (int i = 0; i < 5; ++i)15             {16                 Console.WriteLine("耗时操作{0}", i);17                 Thread.Sleep(100);18                 val++;19             }20             return val;21         }

　　这样，我们的SyncWork2实际上却是异步执行的，所得结果与前面的异步方法一致，只是这样一来输入参数只能是object类型，需要进行类型转化。另外，除了StartNew，我们还可以新建一个Task，然后调用Run，以完成同样效果。

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