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C#5.0中的異步編程關鍵字async和await_C#教程

作者：springsnow ? 更新時間： 2022-08-02 編程語言

一、Asynchronous methods 異步方法

.NET 4.5 的推出，對于C#又有了新特性的增加——就是C#5.0中async和await兩個關鍵字，這兩個關鍵字簡化了異步編程。

  • 使用async修飾的方法被稱為異步方法，這個方法調用時應該在前面加上await。
  • 異步方法命名應該以Async結尾，這樣大家知道調用的時候使用await。

async和await關鍵字只是編譯器的功能，編譯器最終會用Task類創建代碼。

1、創建返回任務的異步方法

建立一個同步方法Greeting，該方法在等待一段時間后，返回一個字符串。

private string Greeting(int delay, string name)
{
    System.Threading.Thread.Sleep(delay);
    return string.Format("Hello, {0}.", name);
}

定義一個方法GreetingAsync，可以使方法異步化，其傳入的參數不做強制要求。

異步方法，返回類型必須為Task、Task或void。不能作為程序的入口點，即Main方法不能使用async修飾符。

基于任務的異步模式指定，并返回一個任務。

注意，該方法返回的是Task，定義了一個返回字符串的任務，與同步方法返回值一致。

private Task<string> GreetingAsync(string name, int delay = 3000)
{   
    return Task.Run<string>(() =>
    {
        return Greeting(delay, name);
    });
}

2、調用異步方法

可以使用await關鍵字調用返回任務的異步方法GreetingAsync。

注意：await修飾符只能用于返回Task或者Task的方法。

并且使用await關鍵字的方法，這里是CallerWithAsync()，必須要用async關鍵字修飾符聲明。

在GreetingAsync方法完成前，被async關鍵字修飾的方法內await關鍵字后面的代碼不會繼續執行。

但是，啟動被async關鍵字修飾的方法的線程可以被重用，而沒有被阻塞。

public async void CallerWithAsync()
{   
    string result = await GreetingAsync("Nigel", 2000);
    Console.WriteLine(result);
}

3、簡單實例

void Main()
{
    DisplayValue();
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("MyClass() End.");
}

public async void DisplayValue()
{
    double result = await GetValueAsync(1234.5, 1.01);//此處會開新線程處理GetValueAsync任務，然后方法馬上返回。這之后的所有代碼都會被封裝成委托，在GetValueAsync任務完成時調用
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Value is : " + result);
}

public Task<double> GetValueAsync(double num1, double num2)
{
    return Task.Run(() =>
    {
        for (int i = 0; i < 1000000; i++)
        {
            num1 = num1 / num2;
        }
        return num1;
    });
}

上面在MyClass的構造函數里調用了async關鍵字標記的異步方法DisplayValue()，DisplayValue()方法里執行了一個await關鍵字標記的異步任務GetValueAsync()，這個異步任務必須是以Task或者Task作為返回值的。

而我們也看到，異步任務執行完成時實際返回的類型是void或者TResult，DisplayValue()方法里await GetValueAsync()之后的所有代碼都會在異步任務完成時才會執行。

DisplayValue()方法實際執行的代碼如下：

public void DisplayValue()
{
    System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter<double> awaiter = GetValueAsync(1234.5, 1.01).GetAwaiter();
    awaiter.OnCompleted(() =>
    {
        double result = awaiter.GetResult();
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Value is : " + result);
    });
}

可以看到，async和await關鍵字只是把上面的代碼變得更簡單易懂而已。

程序的輸出如下：

MyClass() End.

Value is : 2.47032822920623E-322

4、使用async 和await定義異步方法不會創建新線程, 它運行在現有線程上執行多個任務。

// 使用C# 5.0中提供的async 和await關鍵字來定義異步方法
// 從代碼中可以看出C#5.0 中定義異步方法就像定義同步方法一樣簡單。
private async Task<long>  AccessWebAsync()
{
    MemoryStream content = new MemoryStream();

    // 對MSDN發起一個Web請求
    HttpWebRequest webRequest = WebRequest.Create("http://msdn.microsoft.com/zh-cn/") as HttpWebRequest;
    if (webRequest != null)
    {
        // 返回回復結果
        using (WebResponse response = await webRequest.GetResponseAsync())
        {
            using (Stream responseStream = response.GetResponseStream())
            {
                await responseStream.CopyToAsync(content);
            }
        }
    }

    txbAsynMethodID.Text = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString();
    return content.Length;
}

運行結果如下：

三、async和await關鍵字剖析

我們對比下上面使用async和await關鍵字來實現異步編程的代碼和在第二部分的同步代碼，有沒有發現使用async和await關鍵字的異步實現和同步代碼的實現很像,只是異步實現中多了async和await關鍵字和調用的方法都多了async后綴而已。

正是因為他們的實現很像，所以我在第四部分才命名為使用async和await使異步編程更簡單，就像我們在寫同步代碼一樣，并且代碼的coding思路也是和同步代碼一樣，這樣就避免考慮在APM中委托的回調等復雜的問題，以及在EAP中考慮各種事件的定義。

下面再分享下幾個關于async和await常問的問題

  • 問題一：是不是寫了async關鍵字的方法就代表該方法是異步方法，不會堵塞線程呢？

答:?不是的，對于只標識async關鍵字的(指在方法內沒有出現await關鍵字)的方法,調用線程會把該方法當成同步方法一樣執行,所以然而會堵塞GUI線程,只有當async和await關鍵字同時出現，該方法才被轉換為異步方法處理。

  • 問題二：“async”關鍵字會導致調用方法用線程池線程運行嗎?

答:?不會,被async關鍵字標識的方法不會影響方法是同步還是異步運行并完成,而是，它使方法可被分割成多個片段，其中一些片段可能異步運行，這樣這個方法可能異步完成。這些片段界限就出現在方法內部顯示使用”await”關鍵字的位置處。所以，如果在標記了”async”的方法中沒有顯示使用”await”，那么該方法只有一個片段，并且將以同步方式運行并完成。在await關鍵字出現的前面部分代碼和后面部分代碼都是同步執行的(即在調用線程上執行的，也就是GUI線程，所以不存在跨線程訪問控件的問題)，await關鍵處的代碼片段是在線程池線程上執行。總結為——使用async和await關鍵字實現的異步方法，此時的異步方法被分成了多個代碼片段去執行的，而不是像之前的異步編程模型(APM)和EAP那樣，使用線程池線程去執行一整個方法。

原文鏈接：https://www.cnblogs.com/springsnow/p/13140601.html

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