异步编程之Async,Await和ConfigureAwait的关系

Posted 2022-05-01 xiaoliangge

在.NET Framework 4.5中，async / await关键字已添加到该版本中，简化多线程操作，以使异步编程更易于使用。为了最大化利用资源而不挂起UI，你应该尽可能地尝试使用异步编程。虽然async / await让异步编程更简单，但是有一些你可能不知道的细节和注意的地方
 

新关键字

微软在.NET框架中添加了async和await关键字。但是，使用它们，方法的返回类型应为Task类型。（我们将在稍后讨论例外情况）为了使用await关键字，您必须在方法定义中使用async。如果你在方法定义中放入async，你应该在主体方法的某个地方至少有一处await关键字，如果你缺少他，你通常会收到Visual Studio的一个警告。
以下是代码中的示例：

 public async Task ExecuteAsync(UpdateCarCommand request, CancellationToken token = default)
        
            using (var context = _contextFactory.Create())
            
                var entity = context.Cars.FirstOrDefault(a => a.Id == request.Id);
                // Mapping logic
                await context.SaveChangesAsync(token);
            
        

 

如果要从异步方法返回某些内容，可以使用Task的泛型。像以下这样（如果你想返回受影响的行数）

public async Task<int> ExecuteAsync(UpdateCarCommand request, CancellationToken token = default)
        
            using (var context = _contextFactory.Create())
            
                var entity = context.Cars.FirstOrDefault(a => a.Id == request.Id);
                // Mapping logic
                return await context.SaveChangesAsync(token);
            
        

 

async.await给我们带来了什么？

虽然使用这个看起来很简单，但是它有什么帮助呢?最后，所有这些操作都是在等待数据库返回结果时(在本例中)让其他请求使用当前线程。当您向数据库、磁盘、internet等外部源发出可能需要一段时间才能运行的请求时，我们可以使用async/ wait让其他请求使用这个线程。这样，我们就不会有空闲的“worker”(线程)在那里等待完成其他任务。这就像去快餐店一样，在你点完菜之后，其他人不会点任何东西，直到你吃完为止。使用async/ await，其他人可以在你点完菜之后下他们的订单，并且可以同时处理多个订单。

 

它不能做什么？

这里需要注意的一件事是async/await并不是并行/多核编程。当您使用async/await时，只处理该线程，并让其他线程使用它。代码的作用类似于“同步”，因为您可以在await之后以本方法继续执行代码。因此，如果在一个方法中有四个await，则必须等到每个方法都完成后才能调用下一个方法。因此，您必须使用任务库或任何您喜欢的方法生成新线程，以使它们并行运行。但是，您也可以让每个线程使用async/wait，这样它们就不会阻塞资源了!

 

ConfigureAwait(false)能做什么呢？

默认情况下，当您使用async/await时，它将在开始请求的原始线程上继续运行(状态机)。但是，如果当前另一个长时间运行的进程已经接管了该线程，那么你就不得不等待它完成。要避免这个问题，可以使用ConfigureAwait的方法和false参数。当你用这个方法的时候，这将告诉Task它可以在任何可用的线程上恢复自己继续运行，而不是等待最初创建它的线程。这将加快响应速度并避免许多死锁。

但是，这里有一点点损失。当您在另一个线程上继续时，线程同步上下文将丢失,因为状态机改变。这里最大的损失是你会失去归属于线程的Culture和Language，其中包含了国家语言时区信息，以及来自原始线程的HttpContext.Current之类的信息，因此，如果您不需要以此来做多语系或操作任何HttpContext类型设置，则可以安全地进行此方法的调用。注意：如果需要language/culture，可以始终在await之前存储当前相关状态值，然后在await新线程之后重新应用它。

 
以下是ConfigureAwait(false)的示例：

  public async Task<int> ExecuteAsync(UpdateCarCommand request, CancellationToken token = default)
        
            using (var context = _contextFactory.Create())
            
                var entity = context.Cars.FirstOrDefault(a => a.Id == request.Id);
                // Mapping logic
                return await context.SaveChangesAsync(token).CongifureAwait(false);
            
        

 

注意事项

同步 -->异步

如果要使用async/await，需要注意一些事情。您可能遇到的最大问题是处理异步方法请求同步方法。如果你开发一个新项目，通常可以将async/await从上到下贯穿于整个方法链中，而不需要做太多工作。但是，如果你在外层是同步的，并且必须调用异步库，那么就会出现一些有隐患的操作。如果一不小心，便会引发大批量的死锁

如果有同步方法调用异步方法,则必须使用ConfigureAwait(false)。如果不这样做，就会立即掉进死锁陷阱。发生的情况是主线程将调用async方法，最终会阻塞这个线程，直到那个async方法完成。然而，一旦异步方法完成，它必须等待原始调用者完成后才能继续。他们都在等待对方完成，而且永远不会。通过在调用中使用configurewait (false)， async方法将能够在另一个线程上完成自己操作，而不关心自己的状态机的位置，并通知原始线程它已经完成。进行这个调用的最佳实践如下:

[HttpPut]
public IActionResult Put([FromBody]UpdateCommand command) =>
    _responseMediator.ExecuteAsync(command).ConfigureAwait(false).GetAwaiter().GetResult();

 

.NET Standard与ConfigureAwait(false)

在.NETCore中，微软删除了导致我们在任何地方都需要ConfigureAwait(false)的SynchronizationContext。因此，ASP.NETCore应用程序在技术上不需要任何ConfigureAwait(false)逻辑，因为它是多余的。但是，如果在开发有一个使用.NETStandard的库，那么强烈建议仍然使用.ConfigureAwait(false)。在.NETCore中，这自动是无效的。但是如果有.NETFramework的人最终使用这个库并同步调用它，那么它们将会遇到一堆麻烦。但是随着.NET5是由.NETCore构建的，所以未来大多都是.NetCore调用.Netstadard，你如果不准备让.NetFramework调用你的standard库，大可不必兼容。
 

ConfigureAwait(false) 贯穿始终

如果同步调用有可能调用您的异步方法，那么在整个调用堆栈的每个异步调用上，您都将被迫设置. configureAwait (false) !如果不这样做，就会导致另一个死锁。这里的问题是，每个async/ await对于调用它的当前方法都是本地的。因此，调用链的每个异async/await都可能最终在不同的线程上恢复。如果一个同步调用一路向下，遇到一个没有configurewait(false)的任务，那么这个任务将尝试等待顶部的原始线程完成，然后才能继续。虽然这最终会让你感到心累，因为要检查所有调用是否设置此属性。
 

开销

虽然async/ await可以极大地增加应用程序一次处理的请求数量，但是使用它是有代价的。每个async/ await调用最终都将创建一个小状态机来跟踪所有信息。虽然这个开销很小，但是如果滥用async/ await，则会导致速度变慢。只有当线程不得不等待结果时，才应该等待它。
 

Async Void

虽然几乎所有的async / await方法都应返回某种类型的Task，但此规则有一个例外：有时，您可以使用async void。但是，当您使用它时，调用者实际上不会等待该任务完成后才能恢复自己。它实际上是一种即发即忘的东西。有两种情况你想要使用它。 
 
第一种情况是事件处理程序，如WPF或WinForms中的按钮单击。默认情况下，事件处理程序的定义必须为void。如果你把一个任务放在那里，程序将无法编译，并且返回某些东西的事件会感觉很奇怪。如果该按钮调用异步async，则必须执行async void才能使其正常工作。幸运的是，这是我们想要的，因为这种使用不会阻塞UI。 
 
第二个是请求你不介意等待获得结果的东西。最常见的示例是发送日志邮件，但不想等待它完成或者不关心它是否完成。 
 
然而，对于这两种情况，都有一些缺点。首先，调用方法不能try/catch调用中的任何异常。它最终将进入AppDomain UnhandledException事件。不过，如果在实际的async void方法中放入一个try catch，就可以有效地防止这种情况发生。另一个问题是调用者永远不会知道它何时结束，因为它不返回任何东西。因此，如果你关心什么时候完成某个Task，那么实际上需要返回一个Task。
 

 

探讨.NetCore中异步注意事项

在.NetCore中已经剔除了SynchronizationContext，剔除他的主要原因主要是性能和进一步简化操作

在.NetCore中我们不用继续关心异步同步混用情况下，是否哪里没有设置ConfigureAwait(false) 会导致的死锁问题，因为在.netcore中的async/await 可能在任何线程上执行，并且可能并行运行！

以下代码为例：

private HttpClient _client = new HttpClient();

async Task<List<string>> GetBothAsync(string url1, string url2)

    var result = new List<string>();
    var task1 = GetOneAsync(result, url1);
    var task2 = GetOneAsync(result, url2);
    await Task.WhenAll(task1, task2);
    return result;


async Task GetOneAsync(List<string> result, string url)

    var data = await _client.GetStringAsync(url);
    result.Add(data);

 

它下载两个字符串并将它们放入一个List中。此代码在旧版ASP.NET(.NetFramework)中工作正常，由于请求处设置了await,请求上下文一次只允许一个连接.

其中result.Add(data)一次只能由一个线程执行，因为它在请求上下文中执行。

但是，这个相同的代码在ASP.NET Core上是不安全的; 具体地说，该result.Add(data)行可以由两个线程同时执行，而不保护共享List<string>。

所以在.Netcore中要特别注意异步代码在并行执行情况下引发的问题

 

参考:https://stackoverflow.com/questions/31186354/async-await-where-is-continuation-of-awaitable-part-of-method-performed?