.Net中的几种异步模式

Posted 2020-08-06 乾学斋

.Net中的几种异步模式

.Net中的几种异步模式
基于事件的异步模式(EAP)
IAsyncResult接口
简单的异步模式——引入lambda
Task
手动异步编程的问题

在C# 5.0引入async之前，存在几种异步编程模式，比如Event-based Asynchronous Pattern、IAsyncResult接口、Task等等。

基于事件的异步模式(EAP)

private void DumpWebPage(Uri uri)
{
    WebClient webClient = new WebClient();
    webClient.DownloadStringCompleted += OnDownloadStringCompleted;
    webClient.DownloadStringAsync(uri);
}
private void OnDownloadStringCompleted(object sender, DownloadStringCompletedEventArgs eventArgs)
{
    m_TextBlock.Text = eventArgs.Result;
}

使用这种模式有点复杂，因为你不得不将一个简单的操作分成两个方法，还需要为完成事件指定一个EventArgs。上例中如果想要为WebClient增加其它请求，但是不想要已经注册的完成事件，那么上述的步骤还得再进行一遍。

IAsyncResult接口

private void LookupHostName()
{
    object unrelatedObject = "hello";
    Dns.BeginGetHostAddresses("oreilly.com", OnHostNameResolved, unrelatedObject);
}
private void OnHostNameResolved(IAsyncResult ar)
{
    object unrelatedObject = ar.AsyncState;
    IPAddress[] addresses = Dns.EndGetHostAddresses(ar);
    // Do something with addresses
    ...
}

这种模式解决了残留的事件处理函数，但是，它依然需要将一个简单操作分成两个方法。
基于事件的和基于IAsyncResult接口的异步编程模式都需要将一个操作分割成两个方法。而且都通过Object对象来传递参数，并且强制返回一个Object对象，这样会传递一些并不需要的数据。

简单的异步模式——引入lambda

如果不使用C# 5.0的async的话，将回调做为一个参数传递给方法可能是最简单的异步模式。

void GetHostAddress(string hostName, Action<IPAddress> callback);

如果使用lambda表达式的话，可以直接将回调当做参数传递，而无需另外定义一个方法。

private void LookupHostName()
{
    int aUsefulVariable = 3;
    GetHostAddress("oreilly.com", address =>
    {
        // Do something with address and aUsefulVariable
        ...
    });
}

这种模式的缺点是代码的可读性会受到影响。如果使用了多个异步API，可能会出现互相嵌套的lambda表达式。

注意:以上三种模式共同的缺点是任何异常都不会抛出给调用者来处理。而是通过调用异步操作结束方法（EndMethodName）或者获取Result属性来重新抛出异常。

Task

.NET 4.0引入了任务并行库（Task Parallel Library），其中最重要的类是Task和它的泛型类Task。使用Task可以实现异步编程：

private void LookupHostName()
{
    Task<IPAddress[]> ipAddressesPromise =        Dns.GetHostAddressesAsync("oreilly.com");
    ipAddressesPromise.ContinueWith(_ =>
    {
        IPAddress[] ipAddresses = ipAddressesPromise.Result;
        // Do something with address
        ...
    });
}

使用ContinueWith方法来注册回调。
Task的优势是只需要一个Dns的方法，这使API变得很简洁。所有复杂的逻辑，包括异常处理和同步上下文都封装在Task类中。

手动异步编程的问题

上面的这些异步模式都可以称之为手动异步，它们存在两个共同的问题：

1. 分割为两个方法。实际方法和回调方法。使用匿名方法或者lambda表达式缓解了这个问题，使代码看起来更加优雅一些，但同时也需要付出代码犬牙交错、难以跟踪的低价。
2. 如果需要不只一个异步操作，甚至是需要循环调用异步操作，那么就不得不使用一个递归方法，和一个普通的循环相比更难以阅读。

private void LookupHostNames(string[] hostNames)
{
    LookUpHostNamesHelper(hostNames, 0);
}
private static void LookUpHostNamesHelper(string[] hostNames, int i)
{
    Task<IPAddress[]> ipAddressesPromise =     Dns.GetHostAddressesAsync(hostNames[i]);
    ipAddressesPromise.ContinueWith(() =>
    {
        IPAddress[] ipAddresses = ipAddressesPromise.Result;
        // Do something with address
        ...
        if (i + 1 < hostNames.Length)
        {
            // 递归调用
            LookUpHostNamesHelper(hostNames, i + 1);
        }
    });
}

来自为知笔记(Wiz)