Task异步编程

Posted 2020-08-21

 

Task异步编程中，可以实现在等待耗时任务的同时，执行不依赖于该耗时任务结果的其他同步任务，提高效率。

1、Task异步编程方法签名及返回值：

　　a) 签名有async 修饰符

　　b) 方法名以 Async 结尾（良好的编码习惯）

　　　 根据约定，将“Async”追加到具有 async 修饰符的方法名称。如果某一约定中的事件、基类或接口协定建议其他名称，则可以忽略此约定。例如，你不应重命名常用事件处理程序，例如 btnOpen_Click。

　　c) 返回类型如下：

• 如果方法有操作数为TResult 类型的返回语句，则为 Task<TResult>；
• 如果你的方法没有返回语句或具有没有操作数的返回语句，则为 Task；
• 如果你编写的是异步事件处理程序，则为 void。

　　d) 方法通常包含至少一个 await 表达式，该表达式标记一个点，在该点上，直到等待的异步操作完成，方法才能继续。 同时，将方法挂起，并且控制权将返回到方法的调用方。

举例如下：

private static async Task<int> OperateAsync()

2、 举例分析：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            DoClickAsync();
            Console.ReadKey();
        }

        private static async void DoClickAsync()
        {
            Task<int> result = OperateAsync();
            int resultValue = await result;
            Console.WriteLine("耗时操作结果" + resultValue.ToString());
        }

        private static async Task<int> OperateAsync()
        {
            HttpClient client = new HttpClient();

            //执行异步方法 GetStringAsync
            Task<string> getStringTask = client.GetStringAsync("https://msdn.microsoft.com");

            //由于下面的非异步方法不依赖上面异步方法结果，因此可以先执行，假设在这里执行一些非异步的操作
            DoIndependentWork();

            //等待操作挂起方法 OperateAsync，直到 getStringTask 完成，OperateAsync 方法才会继续执行
            //同时，控制将返回到 OperateAsync 方法的调用方，直到 getStringTask 完成后，将在这里恢复控制。
            //然后从 getStringTask 拿到字符串结果
            string urlContents = await getStringTask;

            //返回字符串的长度（int 类型）
            return urlContents.Length;
        }


        private static void DoIndependentWork()
        {
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                Console.WriteLine("主线程执行内容" + i);
                Thread.Sleep(1000);
            }
        }
    }

3、步骤分析：

• Main主函数，调用并等待异步方法DoClickAsync；
• DoClickAsync方法调用并等待异步方法OperateAsync；
• 异步方法OperateAsync调用HttpClient对象并调用它的GetStringAsync异步方法来下载网站内容
• 假设GetStringAsync中发生了某种情况，该情况挂起了它的进程。可能必须等待网站下载或一些其他阻塞的活动。为避免阻塞资源，GetStringAsync 会将控制权出让给其调用方 OperateAsync。GetStringAsync返回Task，其中TResult为字符串，并且OperateAsync将任务分配给getStringTask变量。该任务表示调用GetStringAsync的正在进行的进程，其中承诺当工作完成时产生实际字符串值。
• 由于尚未等待getStringTask，因此，OperateAsync可以继续执行不依赖于 GetStringAsync得出最终结果的其他任务。该任务由对同步方法 DoIndependentWork 的调用表示。
• DoIndependentWork 是完成其工作并返回其调用方的同步方法。
• OperateAsync 已完成工作，可以不受 getStringTask 的结果影响。 接下来，OperateAsync 需要计算并返回该下载字符串的长度，但该方法仅在具有字符串时才能计算该值。因此，OperateAsync 使用一个 await 运算符来挂起其进度，并把控制权交给调用 OperateAsync 的方法。OperateAsync将 Task<int> 返回至调用方。该任务表示对产生下载字符串长度的整数结果的一个承诺。

【备注】

（1）如果 GetStringAsync（即 getStringTask）在 OperateAsync 等待前完成，则控制权会保留在 OperateAsync 中。 如果异步调用过程 (getStringTask) 已完成，并且OperateAsync不必等待最终结果，则挂起然后返回到 OperateAsync，但这会造成成本的浪费。

（2）在调用方内部（DoClickAsync），处理模式将继续。在等待结果前，调用方可以开展不依赖于OperateAsync结果的其他工作，否则就需等待片刻。DoClickAsync等待 OperateAsync，而 OperateAsync 等待 GetStringAsync。

• GetStringAsync 完成并生成一个字符串结果。 字符串结果不是通过你预期的方式调用 GetStringAsync 所返回的。（请记住，此方法已在前面步骤中返回一个任务。）相反，字符串结果存储在表示完成方法 getStringTask 的任务中。 await 运算符从 getStringTask 中检索结果。赋值语句将检索到的结果赋给 urlContents。
• 当OperateAsync具有字符串结果时，该方法可以计算字符串长度。然后，OperateAsync 工作也将完成，并且等待程序DoClickAsync可继续使用。

4、同步行为和异步行为差异：

• 同步行为，当其工作完成时会返回一个同步方法；
• 异步行为，当其工作挂起时，异步方法会返回一个任务值。在异步方法最终完成其工作时，任务会标记为已完成，而结果（如果有）将存储在任务中。

5、详谈返回类型：

在.NET 中，异步方法通常返回 Task 或 Task<TResult>。在异步方法中，await运算符应用于通过调用另一个异步方法返回的任务。

1、如果方法包含指定类型 TResult 的操作数的return语句，则将 Task<TResult> 指定为返回类型。

2、如果方法不含任何 return 语句或包含不返回操作数的 return 语句，则将Task用作返回类型。

【备注】

每个返回的任务表示正在进行的工作。任务可封装有关异步进程状态的信息，如果未成功，则最后会封装来自进程的最终结果或进程引发的异常。

3、异步方法还可以是具有void返回类型。该返回类型主要用于定义需要void返回类型的事件处理程序。异步事件处理程序通常用作异步程序的起始点。无法等待具有void返回类型的异步方法，并且一个void返回值的调用方无法捕获该方法引发的任何异常。

下面的示例演示如何声明并调用可返回 Task 或 Task<TResult> 的方法。

        static void Main(string[] args)
        {
            DoMethodAsync();
            Console.ReadKey();
        }

        private static async void DoMethodAsync()
        {
            //调用Method1Async
            /*方式一*/
            Task<Guid> t1 = Method1Async();
            Guid guid1 = t1.Result;
            Console.WriteLine("调用Method1Async方式一操作结果" + guid1.ToString());
            /*方式二*/
            Guid guid2 = await Method1Async();
            Console.WriteLine("调用Method1Async方式二操作结果" + guid2.ToString());

            //调用Method2Async
            /*方式一*/
            Task t2 = Method2Async();
            await t2;
            /*方式二*/
            await Method2Async();
        }

        //返回Task<TResult>类型
        static async Task<Guid> Method1Async()　　//Task<Guid>
        {
            Console.WriteLine("调用Method1Async");
            var result = Guid.NewGuid();

            await Task.Delay(10000);

            //这里返回一个 Guid 的类型
            return result;
        }

        //返回Task类型
        static async Task Method2Async()　　//Task
        {
            Console.WriteLine("调用Method2Async");
            //Do...

            await Task.Delay(10000);

            //Do...

            //这里没有 return 语句
        }

 

6、总结：

1、标记的异步方法（通过使用 async 修饰符）可以使用 await 来指定悬挂点。await 运算符通知编译器，异步方法只有直到等待的异步过程完成才能继续通过该点。同时，控制权将返回至异步方法的调用方。

2、异步方法通常包含 await 运算符的一个或多个匹配项，但缺少 await 表达式不会导致编译器错误。如果异步方法未使用 await 运算符标记悬挂点，则该方法将作为同步方法执行，不管异步修饰符（async）如何。编译器将为此类方法发布一个警告。

7、参考：

http://www.cnblogs.com/liqingwen/p/5922573.html