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async & await 的前世今生

2024-08-12 13:58:04   223人阅读

一、创建线程

    class Program    {        private static void Main(string[] args)        {            new Thread(Go).Start();    // .NET 1.0开始就有的            Task.Factory.StartNew(Go); // .NET 4.0 引入了 TPL            Task.Run(new Action(Go));  // .NET 4.5 新增了一个Run的方法            Console.Read();        }        public static void Go()        {            Console.WriteLine("我是另一个线程");        }    }

这里面需要注意的是，创建Thread的实例之后，需要手动调用它的Start方法将其启动。但是对于Task来讲，StartNew和Run的同时，既会创建新的线程，并且会立即启动它。

二、线程池

线程的创建是比较占用资源的一件事情，.NET为我们提供了线程池来帮助我们创建和管理线程。Task是默认会直接使用线程池的，但是Thread不会。如果我们不使用Task，又想用线程池的话，可以使用ThreadPool类。

namespace 异步{    class Program    {        private static void Main(string[] args)        {            Console.WriteLine("我是主线程：Thread Id {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);            ThreadPool.QueueUserWorkItem(Go);            Console.Read();        }        public static void Go(object data)        {            Console.WriteLine("我是另一个线程：Thread Id {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);        }    }}

三、传入参数

    class Program    {        private static void Main(string[] args)        {            //没有匿名委托之前，我们只能这样传入一个object的参数            new Thread(Go).Start();            //有了匿名委托之后...            new Thread(delegate()            {                GoGoGo("arg1", "arg2", "arg3");            }).Start();            //当然，还可以使用Lambda            new Thread(() => GoGoGo("arg1", "arg2", "arg3")).Start();            //Task能这么灵活，也是因为有了Lambda.            Task.Run(() => GoGoGo("", "", ""));            Console.Read();        }        public static void Go(object name)        {        }        public static void GoGoGo(string arg1, string arg2, string arg3)        {        }    }

 

四、返回值 

Thread是不能返回值的，但是作为更高级的Task当然要弥补这个功能了。

    class Program    {        private static void Main(string[] args)        {            var dayName = Task.Run<string>(() => GetDayOfThisWeek());            Console.WriteLine("今天是：{0}", dayName.Result);            Console.Read();        }        private static string GetDayOfThisWeek()        {            return "Sunday";        }    }

 

五、数据共享

    class Program    {        private static bool _isDone = false;        private static void Main(string[] args)        {            new Thread(Done).Start();            new Thread(Done).Start();            Console.Read();        }        private static void Done()        {            if (!_isDone)            {                //第二个线程来的时候，就不会再执行了。                _isDone = true;                Console.WriteLine("Done");            }        }    }

线程之间可以通过static变量来共享数据。

 

六、线程安全

我们把上面的代码小小的调整一下，就知道什么是线程安全了。

class Program    {        private static bool _isDone = false;        private static void Main(string[] args)        {            new Thread(Done).Start();            new Thread(Done).Start();            Console.Read();        }        private static void Done()        {            if (!_isDone)            {                Console.WriteLine("Done");                _isDone = true;            }        }    }

 

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不一定会执行两次，但是如果你运气好的话，就会中奖了。因为第一个线程还没来得及把_isDone设置为true，第二个线程就进来了。而这不是我们想要的结果，在多个线程下，结果不是我们的预期结果，这就是线程不安全。

 

七、锁

要解决上面遇到的问题，我们就要用到锁。锁有很多种，我们这里就简单演示一下独占锁。

 class Program    {        private static object _lock = new object();        private static bool _isDone = false;        private static void Main(string[] args)        {            new Thread(Done).Start();            new Thread(Done).Start();            Console.Read();        }        private static void Done()        {            lock (_lock)            {                if (!_isDone)                {                    Console.WriteLine("Done");                    _isDone = true;                }            }        }    }

再我们加上锁之后，被锁住的代码在同一时间内只允许一个线程访问，其它的线程会被阻塞，只有等到这个锁被释放之后其它的线程才能执行被锁住的代码。

 

 八、信号量

它可以控制对某一段代码或者对某个资源访问的线程的数量，超过这个数量之后，其它的线程就得等待，只有等现在占用的线程释放了之后，下面的线程才能访问。这个跟锁和相似的功能，只不过不是独占的，它允许一定数量的线程同时访问。

 class Program    {        private static SemaphoreSlim _semaphore = new SemaphoreSlim(3);        private static void Main(string[] args)        {            for (int i = 1; i <= 5; i++)            {                new Thread(Enter).Start(i);            }            Console.Read();        }        private static void Enter(object id)        {            Console.WriteLine(id + "开始排队...");            _semaphore.Wait();            Console.WriteLine(id + "开始执行...");            Thread.Sleep(1000 * (int)id);            Console.WriteLine(id + "执行完毕，离开！");            _semaphore.Release();        }    }

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在最开始的时候，前3个排队之后就立即进行执行，但是4和5，只有等到有线程退出之后才开始执行。

 

九、异常处理

其他线程的异常，主线程可以捕获到么？

  class Program    {        private static void Main(string[] args)        {            try            {                new Thread(Go).Start();            }            catch (Exception ex)            {                //其他线程里面的异常，我们这里面是捕获不到的。                Console.WriteLine("exception");            }            Console.ReadKey();        }        private static void Go()        {            throw new Exception();        }    }
 class Program    {        private static void Main(string[] args)        {            try            {                var task = Task.Run(() => Go());                //在调用了这句话之后，主线程才能捕获task里面的异常。                task.Wait();                //对于有返回值的Task,我们接收了它的返回值就不需要在调用wait方法了                //GetName里面的异常我们也可以捕获到。                var task2 = Task.Run(() => GetName());                var name = task2.Result;            }            catch (Exception ex)            {                //其他线程里面的异常，我们这里面是捕获不到的。                Console.WriteLine("exception");            }            Console.ReadKey();        }        private static void Go()        {            throw new Exception();        }        private static string GetName()        {            throw new Exception();        }    }

 

 十、async/await

1.初识asnyc/await

        static void Main(string[] args)        {            Test();            Console.WriteLine("Main");            Console.ReadLine();        }        static async void Test()        {            Task<string> task = Task.Run(() =>            {                Thread.Sleep(5000);                return "Hello World";            });            string str = await task;            Console.WriteLine(str);        }

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2.只有async方法在调用前才能加await么

答案很明显：await并不是针对async的方法，而是针对async方法返回给我们的task，这也是为什么所有的async方法都必须返回给我们Task。所以我们同样可以在Task前面也加上await关键字，这样做实际上是告诉编译器我需要等这个Task的返回值或者等这个Task执行完毕之后才能继续往下走。

3.不用await关键字，如何确认Task执行完毕了

 class Program    {        static void Main(string[] args)        {            var task = Task.Run(() => GetName());            task.GetAwaiter().OnCompleted(() =>            {                var name = task.Result;                Console.WriteLine("My name is {0}", name);            });            Console.WriteLine("主线程执行完毕");            Console.ReadLine();        }        private static string GetName()        {            Console.WriteLine("另外一个线程在获取名字");            Thread.Sleep(3000);            return "Jesse";        }    }

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3.Task.GetAwaiter和await Task的区别

  • 加上await关键字，方法后面的代码会全部挂起，直到Task执行完毕有返回值的时候才会继续向下执行。
  • GetAwaiter方法会返回一个awaitable的对象，我们只是传递了一个委托进去，等task完成了就会执行这个委托，下面的代码会立即执行。

4.await实质是在调用awaitable对象的GetResult方法

 

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