.net的 async 和 await

Posted 2020-08-02 那就让我这样吧

async 和 await 出现在C# 5.0之后，关系是两兄弟，Task是父辈，Thread是爷爷辈，这就是.net 多线程处理的东西，具体包括 创建线程，线程结果返回，线程中止，线程中的异常处理

1 线程创建的几个方式

 static void Main(string[] args)
        {
            new Thread(NewThread).Start();//这里需要注意：创建一个 new Thread()的实例的时候，需要手动调用它的Start()去启动这个实例，
            //对于Task来说StartNew和Run的同时，既会创建新的线程，又会自动启动这个线程
            Task.Factory.StartNew(NewThread);
            Task.Run(new Action(NewThread));
        }
        public static void NewThread()
        {
            Console.WriteLine("我是一个New线程!");
        }

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2 使用线程池

        //线程的创建是比较耗费资源的一件事情，.net提供了线程池来帮助创建和管理线程，Task默认会直接使用线程池
        //但是Thread不会，如果不使用Task，又想使用线程池，可以使用ThreadPool类

        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("我是主线程:ThreadId为{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(NewThread);
            Console.ReadKey();
        }
        public static void NewThread(object data)
        {
            Console.WriteLine("我是一个New线程,线程Id是{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Console.ReadKey();
        }

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3 传入参数

 //传入参数
        static void Main(string[] args)
        {
            new Thread(NewThread).Start("arg1");//没有匿名委托之前只能这样传入一个参数
            //有了匿名委托之后，可以传入多个参数
            new Thread(delegate()
                {
                    NewThread2("arg1", "arg2", "arg3");
                }).Start();

            //Lambda匿名委托
            new Thread(() =>
            {
                NewThread2("arg1", "arg2", "arg3");
            }).Start();
        }
        public static void NewThread()
        {
            Console.WriteLine("我是一个New线程!");
        }
        public static void NewThread2(string arg1, string arg2, string arg3)
        {
            Console.WriteLine("我是一个New线程!");
        }

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4 返回值

        //返回值
        //Thread这玩意是没有返回值的，但是高级的Task可以
        static void Main(string[] args)
        {
            var str = Task.Run<string>(() =>
             {
                 return DateTime.Now.ToString();
             });
        }

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5 线程之间数据共享

        //线程之间共享数据问题(这种存在问题：如果第一个线程还没来得及把_isOK设置为True，第二个线程就进来了，这样在多线程情况下，结果不可预知，这就是线程不安全)
        private static bool _isOK = false;
        static void Main(string[] args)
        {
            new Thread(DoOk).Start();
            Task.Factory.StartNew(DoOk);
            Task.Run(() =>
            {
                DoOk();
            });

            Task.Run(new Action(DoOk));
        }

        static void DoOk()
        {
            if (!_isOK)
            {
                Console.WriteLine("OK");
                _isOK = true;
                Console.ReadKey();
            }
        }

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6 独占锁

 //解决上面线程不安全的问题就要用到锁（锁的类型有 读写锁，独占锁，互斥锁）
        //独占锁
        private static bool _isOK = false;
        private static object _lock = new object();
        static void Main(string[] args)
        {
            new Thread(DoOk).Start();
            Task.Factory.StartNew(DoOk);
            Task.Run(() =>
            {
                DoOk();
            });

            Task.Run(new Action(DoOk));
        }

        static void DoOk()
        {
            lock (_lock)//独占锁，加上锁之后，被锁的代码在同一个时间内，只允许一个线性进行访问，
            //其他线程会被阻塞排队，只有这个线程被释放之后，其他线程才能执行被锁的代码，因为这时候，之前的线程已经访问完毕，锁已经被释放
            {
                if (!_isOK)
                {
                    Console.WriteLine("OK");
                    _isOK = true;
                    Console.ReadKey();
                }
            }
        }

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7 线程量（信号量）

        //SemaphoreSlim 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，超过这个数量其他线程就得等待，等可以访问的数量的线程访问完之后，其他线程才可以继续访问，
        //跟锁的原理相似，但不是独占的，可以允许一定数量的线程同时访问

        static SemaphoreSlim _sem = new SemaphoreSlim(3);
        static void Main(string[] args)
        {
            for (int i = 1; i <= 5; i++)
            {
                //new Thread(() => 
                //{
                //    Entry(i);
                //}).Start();
                new Thread(Entry).Start(i);
            }
        }
        static void Entry(object id)
        {
            Console.WriteLine(id + "开始排队...");
            _sem.Wait();
            Console.WriteLine(id + "开始执行...");
            Thread.Sleep(1000 * (int)id);
            Console.WriteLine(id + "执行完毕,离开");
            _sem.Release();
            Console.ReadKey();
        }

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8 捕获异常

a：

 //使用Thread 线程的异常处理（其他线程的异常，主线程能捕获到么？）
        static void Main(string[] args)
        {
            try
            {
                new Thread(Entry).Start();
            }
            catch (Exception ee)
            {
                //这里其他线程的异常是捕获不到的
                Console.WriteLine("捕获到异常!");
            }
            Console.ReadKey();
        }
        static void Entry()
        {
            throw null;
        }

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 b：

    static void Main(string[] args)
        {
            try
            {
                var task = Task.Run(() =>
                   {
                       Entry();
                   });
                task.Wait();//调用这句话之后主线程才能捕获task里面的异常

                //对于有返回值的Task，接收了它的返回值就不需要再调用Wait(),Entry2()里面的异常有可以捕获到
                var task2 = Task.Run(() =>
                {
                    return Entry2();
                });
               var name = task2.Result;
            }
            catch (Exception)
            {

                Console.WriteLine("捕获到异常！");
                Console.ReadKey();
            }
        }
        static void Entry()
        {
            throw null;
        }
        static string Entry2()
        {
            throw null;
        }

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 前面是铺垫，现在进入本文主题

        static void Main(string[] args)
        {
            Test2();//这个方法其实多余，本来可以直接写  await Test2(); 但是因为控制台入口方法不支持await
            Console.WriteLine("当前线程Id" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Console.ReadKey();
        }
        //方法上打上async关键字，就可以用await调用其他打上async的方法了
        //await后面的方法将在另外一个线程中执行
        //返回值前面加上 async,方法里面就可以用 await 了
        static async Task Test()
        {
            await Test2();
        }
        static async Task Test2()
        {
            //.net 4.5 才有Delay
            await Task.Delay(1000);
            Console.WriteLine("当前线程Id:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Console.WriteLine("进入其他线程");
        }

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 注意：await不会开启新的线程，当前线程一直往下走，直到遇到async方法，这个方法内部会调用 Task.Run或者Task.Factory.StartNew开启新的线程

也就是说方法如果不是 async，我们需要自己手动去创建Task，才会真正创建线程

 

  static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("当前线程MainId" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Test();
            Console.ReadKey();
        }

        static async Task Test()
        {
            Console.WriteLine("当前线程TestId" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            var name =  Test2();//这里没有用await,所以下面的代码可以继续执行
            Console.WriteLine("结束调用Test2," + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Console.WriteLine("获取Test2的返回值" + await name + "Id:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

        }

        static async Task<string> Test2()
        {
            Console.WriteLine("当前线程Test2Id" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            return await Task.Run(() => 
            {
                Thread.Sleep(1000);
                Console.WriteLine("当前线程Test22Id" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                return "MyName";
            });
        }

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由上可以看出：

await 并不是针对async，而是针对方法返回的Task,所以所有的 async方法都必须返回Task，所以同样可以在Task前面加await，这也是告诉编译器需要等这个Task的返回值或者等这个Task执行完毕之后才能继续走下去

 加上await关键字之后，后面的代码会被挂起等待，直到task执行完毕有返回值的时候才能继续向下执行，这一段时间主线程会处于挂起状态，

 static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("当前线程MainId" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            //Test();

            var task = Task.Run(() =>
            {
                Test3();
            });

            task.GetAwaiter().GetResult();
            Console.WriteLine("主线程");
            Console.ReadKey();
        }
        static void Test3()
        {
            Console.WriteLine("新开进程");
        }

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Task.GetAwait()方法会给我们返回一个awaitable的对象，通过调用这个对象的GetResult方法就会挂起主线程

当然也有例外，比如在调用Task.GetAwait()之前，主线程已经执行完了