异步编程初探async和await
Posted DotNet
tags:
篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了异步编程初探async和await相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
来源:懒得安分
链接:http://www.cnblogs.com/landeanfen/p/4734252.html
前言:前面有篇从应用层面上面介绍了下多线程的几种用法,有博友就说到了async, await等新语法。确实,没有异步的多线程是单调的、乏味的,async和await是出现在C#5.0之后,它的出现给了异步并行变成带来了很大的方便。异步编程涉及到的东西还是比较多,本篇还是先介绍下async和await的原理及简单实现。
了解异步之前,我们先来看看Thread对象的升级版本Task对象:
1、Task对象的前世今生:Task对象是.Net Framework 4.0之后出现的异步编程的一个重要对象。在一定程度上来说,Task对象可以理解Thread对象的一个升级产品。既然是升级产品,那它肯定有他的优势,比如我们上面Thread对象不能解决的问题:对于有返回值类型的委托。Task对象就能简单的解决。
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("执行GetReturnResult方法前的时间:" + DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
var strRes = Task.Run<string>(() => { return GetReturnResult(); });
//启动Task执行方法
Console.WriteLine("执行GetReturnResult方法后的时间:" + DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
Console.WriteLine(strRes.Result);
//得到方法的返回值
Console.WriteLine("得到结果后的时间:" + DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
Console.ReadLine();
}
static string GetReturnResult()
{
Thread.Sleep(2000);
return "我是返回值";
}
先来看结果:
从结果分析可知在执行var strRes = Task.Run<string>(() => { return GetReturnResult(); })这一句后,主线程并没有阻塞去执行GetReturnResult()方法,而是开启了另一个线程去执行GetReturnResult()方法。直到执行strRes.Result这一句的时候主线程才会等待GetReturnResult()方法执行完毕。为什么说是开启了另一个线程,我们通过线程ID可以看得更清楚:
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("执行GetReturnResult方法前的时间:" + DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
var strRes = Task.Run<string>(() => { return GetReturnResult(); });
Console.WriteLine("执行GetReturnResult方法后的时间:" + DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
Console.WriteLine("我是主线程,线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
Console.WriteLine(strRes.Result);
Console.WriteLine("得到结果后的时间:" + DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
Console.ReadLine();
}
static string GetReturnResult()
{
Console.WriteLine("我是GetReturnResult里面的线程,线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
Thread.Sleep(2000);
return "我是返回值";
}
结果:
由此可以得知,Task.Run<string>(()=>{}).Reslut是阻塞主线程的,因为主线程要得到返回值,必须要等方法执行完成。
Task对象的用法如下:
//用法一
Task task1 = new Task(new Action(MyAction));
//用法二
Task task2 = new Task(delegate
{
MyAction();
});
//用法三
Task task3 = new Task(() => MyAction());
Task task4 = new Task(() =>
{
MyAction();
});
task1.Start();
task2.Start();
task3.Start();
task4.Start();
由上可知,Task对象的构造函数传入的是一个委托,既然能传入Action类型的委托,可想而知Action的16中类型的参数又可以派上用场了。于是乎Task对象参数的传递就不用多说了吧。
2、初识 async & await。
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("我是主线程,线程ID:{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
TestAsync();
Console.ReadLine();
}
static async Task TestAsync()
{
Console.WriteLine("调用GetReturnResult()之前,线程ID:{0}。当前时间:{1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd hh:MM:ss"));
var name = GetReturnResult();
Console.WriteLine("调用GetReturnResult()之后,线程ID:{0}。当前时间:{1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd hh:MM:ss"));
Console.WriteLine("得到GetReturnResult()方法的结果:{0}。当前时间:{1}", await name, DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd hh:MM:ss"));
}
static async Task<string> GetReturnResult()
{
Console.WriteLine("执行Task.Run之前, 线程ID:{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
return await Task.Run(() =>
{
Thread.Sleep(3000);
Console.WriteLine("GetReturnResult()方法里面线程ID: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
return "我是返回值";
});
}
结果:
我们来看看程序的执行过程:
由上面的结果可以得到如下结论:
(1)在async标识的方法体里面,如果没有await关键字的出现,那么这种方法和调用普通的方法没什么区别。
(2)在async标识的方法体里面,在await关键字出现之前,还是主线程顺序调用的,直到await关键字的出现才会出现线程阻塞。
(3)await关键字可以理解为等待方法执行完毕,除了可以标记有async关键字的方法外,还能标记Task对象,表示等待该线程执行完毕。所以await关键字并不是针对于async的方法,而是针对async方法所返回给我们的Task。
(4)是否async关键字只能标识返回Task对象的方法呢。我们来试试:
异步方法的返回类型必须为void、Task或者Task<T>类型。也就是说async要么是void,要么和Task关联。
3、除了await关键字,Task对象还有另外一种方式等待执行结果。
static async Task TestAsync()
{
Console.WriteLine("调用GetReturnResult()之前,线程ID:{0}。当前时间:{1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd hh:MM:ss"));
var name = GetReturnResult();
Console.WriteLine("调用GetReturnResult()之后,线程ID:{0}。当前时间:{1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd hh:MM:ss"));
Console.WriteLine("得到GetReturnResult()方法的结果:{0}。当前时间:{1}", name.GetAwaiter().GetResult(), DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd hh:MM:ss"));
}
这样可以得到相同的结果。
name.GetAwaiter()这个方法得到的是一个TaskAwaiter对象,这个对象表示等待完成的异步任务的对象,并提供结果的参数。所以除了能完成await关键字的等待之外,它还能做一些其他的操作。我们将TaskAwaiter转到定义
public struct TaskAwaiter<TResult> : ICriticalNotifyCompletion, INotifyCompletion
{
public bool IsCompleted { get; }
public TResult GetResult();
public void OnCompleted(Action continuation);
public void UnsafeOnCompleted(Action continuation);
}
IsCompleted:获取一个值,该值指示异步任务是否已完成。
GetResult():得到执行的结果。这个方法和await关键字效果相同。
OnCompleted():传入一个委托,在任务执行完成之后执行。
UnsafeOnCompleted():计划与此 awaiter 相关异步任务的延续操作。
由此可以看出,await关键字实际上就是调用了TaskAwaiter对象的GetResult()方法。
点击“阅读原文”,了解详情。
以上是关于异步编程初探async和await的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
多线程之异步编程: 经典和最新的异步编程模型,async与await