异步的社会风气，异步的社会风气

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【转】C#异步的社会风气【上】

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新进阶的程序员可能对async、await用得相比较多，却对前边的异步了解什么少。本人就是此类，由此打算回顾学习下异步的进化史。 

本文紧要是回顾async异步模式此前的异步，下篇著作再来重点解析async异步格局。

新进阶的程序员可能对async、await用得相比多，却对从前的异步领会什么少。本人就是此类，由此打算回顾学习下异步的进化史。 

APM

APM 异步编程模型，Asynchronous Programming Model

早在C#1的时候就有了APM。即便不是很谙习，可是有些仍然见过的。就是那一个类是BeginXXX和EndXXX的不二法门，且BeginXXX重回值是IAsyncResult接口。

在专业写APM示例在此之前我们先交由一段同步代码：

图片 1

//1、同步方法
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{          
    Debug.WriteLine("【Debug】线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");//为了更好的演示效果，我们使用网速比较慢的外网
    request.GetResponse();//发送请求    

    Debug.WriteLine("【Debug】线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    label1.Text = "执行完毕！";
}

图片 2

【表达】为了更好的演示异步效果，这里大家使用winform程序来做示范。（因为winform始终都亟需UI线程渲染界面，假设被UI线程占用则会见世“假死”状态）

【效果图】

图片 3

看图得知：

  • 我们在实践办法的时候页面出现了“假死”，拖不动了。
  • 我们看到打印结果，方法调用前和调用后线程ID都是9（也就是同一个线程）

上面我们再来演示对应的异步方法：（BeginGetResponse、EndGetResponse所谓的APM异步模型）

图片 4

private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    //1、APM 异步编程模型，Asynchronous Programming Model
    //C#1[基于IAsyncResult接口实现BeginXXX和EndXXX的方法]             
    Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    request.BeginGetResponse(new AsyncCallback(t =>//执行完成后的回调
    {
        var response = request.EndGetResponse(t);
        var stream = response.GetResponseStream();//获取返回数据流 

        using (StreamReader reader = new StreamReader(stream))
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            while (!reader.EndOfStream)
            {
                var content = reader.ReadLine();
                sb.Append(content);
            }
            Debug.WriteLine("【Debug】" + sb.ToString().Trim().Substring(0, 100) + "...");//只取返回内容的前100个字符 
            Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            label1.Invoke((Action)(() => { label1.Text = "执行完毕！"; }));//这里跨线程访问UI需要做处理
        }
    }), null);

    Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 
}

图片 5

【效果图】

 图片 6

看图得知：

  • 启用异步方法并从未是UI界面卡死
  • 异步方法启动了其余一个ID为12的线程

地点代码执行顺序：

图片 7

面前大家说过，APM的BebinXXX必须重返IAsyncResult接口。那么接下去大家解析IAsyncResult接口：

先是大家看：

图片 8

诚然重返的是IAsyncResult接口。那IAsyncResult到底长的什么体统？：

图片 9

并从未想像中的那么复杂嘛。大家是否足以尝尝这贯彻这么些接口，然后展现自己的异步方法吗？

先是定一个类MyWebRequest，然后继续IAsyncResult：（上面是焦点的伪代码实现）

图片 10

public class MyWebRequest : IAsyncResult
{
    public object AsyncState
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public WaitHandle AsyncWaitHandle
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public bool CompletedSynchronously
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public bool IsCompleted
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
}

图片 11

如此这般自然是不可能用的，起码也得有个存回调函数的性质吧，下边我们有点改造下：

图片 12

接下来我们得以自定义APM异步模型了：（成对的Begin、End）

图片 13

public IAsyncResult MyBeginXX(AsyncCallback callback)
{
    var asyncResult = new MyWebRequest(callback, null);
    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    new Thread(() =>  //重新启用一个线程
    {
        using (StreamReader sr = new StreamReader(request.GetResponse().GetResponseStream()))
        {
            var str = sr.ReadToEnd();
            asyncResult.SetComplete(str);//设置异步结果
        }

    }).Start();
    return asyncResult;//返回一个IAsyncResult
}

public string MyEndXX(IAsyncResult asyncResult)
{
    MyWebRequest result = asyncResult as MyWebRequest;
    return result.Result;
}

图片 14

调用如下:

图片 15

 private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
 {
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     MyBeginXX(new AsyncCallback(t =>
     {
         var result = MyEndXX(t);
         Debug.WriteLine("【Debug】" + result.Trim().Substring(0, 100) + "...");
         Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     }));
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 }

图片 16

效果图：

图片 17

咱俩看看自己实现的效劳基本上和序列提供的大半。

  • 启用异步方法并没有是UI界面卡死
  • 异步方法启动了此外一个ID为11的线程

【总结】

村办觉得APM异步形式就是启用其余一个线程执行耗时任务，然后经过回调函数执行后续操作。

APM仍可以够透过任何艺术赢得值，如：

while (!asyncResult.IsCompleted)//循环，直到异步执行完成 (轮询方式)
{
    Thread.Sleep(100);
}
var stream2 = request.EndGetResponse(asyncResult).GetResponseStream();

或

asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne();//阻止线程，直到异步完成 （阻塞等待）
var stream2 = request.EndGetResponse(asyncResult).GetResponseStream();

 

填补：假使是惯常方法，大家也得以通过委托异步：（BeginInvoke、EndInvoke）

图片 18

 public void MyAction()
 {
     var func = new Func<string, string>(t =>
     {
         Thread.Sleep(2000);
         return "name:" + t + DateTime.Now.ToString();
     });

     var asyncResult = func.BeginInvoke("张三", t =>
     {
         string str = func.EndInvoke(t);
         Debug.WriteLine(str);
     }, null); 
 }

图片 19

正文紧假诺回顾async异步格局在此以前的异步，下篇作品再来重点解析async异步情势。

EAP

EAP 基于事件的异步情势，伊夫nt-based Asynchronous Pattern

此形式在C#2的时候光顾。

先来看个EAP的事例：

图片 20

 private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
 {            
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

     BackgroundWorker worker = new BackgroundWorker();
     worker.DoWork += new DoWorkEventHandler((s1, s2) =>
     {
         Thread.Sleep(2000);
         Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     });//注册事件来实现异步
     worker.RunWorkerAsync(this);
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 }

图片 21

 

【效果图】（同样不会阻塞UI界面）

图片 22

【特征】

  • 经过事件的法门注册回调函数
  • 由此 XXXAsync方法来施行异步调用

事例很简短，可是和APM情势相比，是不是从未有过那么清晰透明。为啥可以这样实现？事件的注册是在干嘛？为啥执行RunWorkerAsync会触发注册的函数？

感到温馨又想多了…

咱俩试着反编译看看源码：

图片 23

 只想说，这么玩，有意思吗？

APM

APM 异步编程模型，Asynchronous Programming Model

早在C#1的时候就有了APM。即使不是很熟谙，不过有些仍然见过的。就是这几个类是BeginXXX和EndXXX的不二法门，且BeginXXX重临值是IAsyncResult接口。

在专业写APM示例在此以前大家先交付一段同台代码：

//1、同步方法
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{          
    Debug.WriteLine("【Debug】线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");//为了更好的演示效果，我们使用网速比较慢的外网
    request.GetResponse();//发送请求    

    Debug.WriteLine("【Debug】线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    label1.Text = "执行完毕！";
}

【表达】为了更好的言传身教异步效果，这里咱们接纳winform程序来做示范。（因为winform始终都亟需UI线程渲染界面，假若被UI线程占用则会现出“假死”状态）

【效果图】

图片 24

看图得知：

  • 我们在实施措施的时候页面出现了“假死”，拖不动了。
  • 我们来看打印结果，方法调用前和调用后线程ID都是9（也就是同一个线程）

上面咱们再来演示对应的异步方法：（BeginGetResponse、EndGetResponse所谓的APM异步模型）

private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    //1、APM 异步编程模型，Asynchronous Programming Model
    //C#1[基于IAsyncResult接口实现BeginXXX和EndXXX的方法]             
    Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    request.BeginGetResponse(new AsyncCallback(t =>//执行完成后的回调
    {
        var response = request.EndGetResponse(t);
        var stream = response.GetResponseStream();//获取返回数据流 

        using (StreamReader reader = new StreamReader(stream))
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            while (!reader.EndOfStream)
            {
                var content = reader.ReadLine();
                sb.Append(content);
            }
            Debug.WriteLine("【Debug】" + sb.ToString().Trim().Substring(0, 100) + "...");//只取返回内容的前100个字符 
            Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            label1.Invoke((Action)(() => { label1.Text = "执行完毕！"; }));//这里跨线程访问UI需要做处理
        }
    }), null);

    Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 
}

【效果图】

 图片 25

看图得知：

  • 启用异步方法并从未是UI界面卡死
  • 异步方法启动了此外一个ID为12的线程

地点代码执行顺序：

图片 26

前方我们说过，APM的BebinXXX必须重临IAsyncResult接口。那么接下去大家解析IAsyncResult接口：

首先我们看：

图片 27

确实重回的是IAsyncResult接口。这IAsyncResult到底长的什么样体统？：

图片 28

并不曾想像中的那么复杂嘛。大家是否足以尝尝那贯彻这一个接口，然后显示自己的异步方法吧？

先是定一个类MyWebRequest，然后继续IAsyncResult：（下边是骨干的伪代码实现）

public class MyWebRequest : IAsyncResult
{
    public object AsyncState
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public WaitHandle AsyncWaitHandle
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public bool CompletedSynchronously
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public bool IsCompleted
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
}

这般自然是不可以用的，起码也得有个存回调函数的性能吧，下边我们稍事改造下：

图片 29

下一场我们能够自定义APM异步模型了：（成对的Begin、End）

public IAsyncResult MyBeginXX(AsyncCallback callback)
{
    var asyncResult = new MyWebRequest(callback, null);
    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    new Thread(() =>  //重新启用一个线程
    {
        using (StreamReader sr = new StreamReader(request.GetResponse().GetResponseStream()))
        {
            var str = sr.ReadToEnd();
            asyncResult.SetComplete(str);//设置异步结果
        }

    }).Start();
    return asyncResult;//返回一个IAsyncResult
}

public string MyEndXX(IAsyncResult asyncResult)
{
    MyWebRequest result = asyncResult as MyWebRequest;
    return result.Result;
}

调用如下:

 private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
 {
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     MyBeginXX(new AsyncCallback(t =>
     {
         var result = MyEndXX(t);
         Debug.WriteLine("【Debug】" + result.Trim().Substring(0, 100) + "...");
         Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     }));
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 }

效果图：

图片 30

咱俩来看自己实现的效劳基本上和系统提供的基本上。

  • 启用异步方法并从未是UI界面卡死
  • 异步方法启动了此外一个ID为11的线程

【总结】

民用觉得APM异步情势就是启用另外一个线程执行耗时任务，然后经过回调函数执行后续操作。

APM还足以通过其他艺术赢得值，如：

while (!asyncResult.IsCompleted)//循环，直到异步执行完成 (轮询方式)
{
    Thread.Sleep(100);
}
var stream2 = request.EndGetResponse(asyncResult).GetResponseStream();

或

asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne();//阻止线程，直到异步完成 （阻塞等待）
var stream2 = request.EndGetResponse(asyncResult).GetResponseStream();

 

增补：假使是普普通通方法，大家也足以由此委托异步：（BeginInvoke、EndInvoke）

 public void MyAction()
 {
     var func = new Func<string, string>(t =>
     {
         Thread.Sleep(2000);
         return "name:" + t + DateTime.Now.ToString();
     });

     var asyncResult = func.BeginInvoke("张三", t =>
     {
         string str = func.EndInvoke(t);
         Debug.WriteLine(str);
     }, null); 
 }

TAP

TAP 基于任务的异步情势，Task-based Asynchronous Pattern

到近来截止，我们认为上边的APM、EAP异步形式好用啊？好像平昔不意识什么问题。再精心想想…假如大家有三个异步方法需要按先后顺序执行，并且需要(在主进程)得到所有再次回到值。

首先定义两个委托：

图片 31

public Func<string, string> func1()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "name:" + t;
    });
}
public Func<string, string> func2()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "age:" + t;
    });
}
public Func<string, string> func3()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "sex:" + t;
    });
}

图片 32

然后遵照一定顺序执行：

图片 33

public void MyAction()
{
    string str1 = string.Empty, str2 = string.Empty, str3 = string.Empty;
    IAsyncResult asyncResult1 = null, asyncResult2 = null, asyncResult3 = null;
    asyncResult1 = func1().BeginInvoke("张三", t =>
    {
        str1 = func1().EndInvoke(t);
        Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        asyncResult2 = func2().BeginInvoke("26", a =>
        {
            str2 = func2().EndInvoke(a);
            Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            asyncResult3 = func3().BeginInvoke("男", s =>
            {
                str3 = func3().EndInvoke(s);
                Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            }, null);
        }, null);
    }, null);

    asyncResult1.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    asyncResult2.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    asyncResult3.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    Debug.WriteLine(str1 + str2 + str3);
} 

图片 34

除却难看、难读一点近似也没怎么 。可是真正是如此吧？

图片 35

asyncResult2是null?
有鉴于此在做到第一个异步操作从前从没对asyncResult2举办赋值，asyncResult2执行异步等待的时候报这多少个。那么这样我们就无法控制五个异步函数，遵照一定顺序执行到位后再得到再次回到值。（理论上或者有任何情势的，只是会然代码更加错综复杂）

 

正确，现在该我们的TAP登场了。

图片 36

只需要调用Task类的静态方法Run，即可轻松使用异步。

获取重回值：

图片 37

var task1 = Task<string>.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(1500);
    Console.WriteLine("【Debug】task1 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    return "张三";
});
//其他逻辑            
task1.Wait();
var value = task1.Result;//获取返回值
Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

图片 38

后天我们处理方面六个异步按序执行：

图片 39

Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
string str1 = string.Empty, str2 = string.Empty, str3 = string.Empty;
var task1 = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str1 = "姓名：张三,";
    Console.WriteLine("【Debug】task1 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}).ContinueWith(t =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str2 = "年龄：25,";
    Console.WriteLine("【Debug】task2 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}).ContinueWith(t =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str3 = "爱好：妹子";
    Console.WriteLine("【Debug】task3 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
});

Thread.Sleep(2500);//其他逻辑代码

task1.Wait();

Debug.WriteLine(str1 + str2 + str3);
Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

图片 40

[效果图]

图片 41

大家看看，结果都拿走了，且是异步按序执行的。且代码的逻辑思路特别明显。倘若您感触还不是很大，那么你现象一经是100个异步方法需要异步按序执好吗？用APM的异步回调，这至少也得异步回调嵌套100次。这代码的复杂度由此可见。

 

EAP

EAP 基于事件的异步形式，伊夫(Eve)nt-based Asynchronous Pattern

此形式在C#2的时候光顾。

先来看个EAP的事例：

 private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
 {            
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

     BackgroundWorker worker = new BackgroundWorker();
     worker.DoWork += new DoWorkEventHandler((s1, s2) =>
     {
         Thread.Sleep(2000);
         Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     });//注册事件来实现异步
     worker.RunWorkerAsync(this);
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 }

 

【效果图】（同样不会阻塞UI界面）

图片 42

【特征】

  • 透过事件的法门注册回调函数
  • 由此 XXXAsync方法来执行异步调用

事例很简单，可是和APM情势相比，是不是没有那么清楚透明。为啥可以如此实现？事件的登记是在干嘛？为何执行RunWorkerAsync会触发注册的函数？

深感温馨又想多了…

俺们试着反编译看看源码：

图片 43

 只想说，这么玩，有意思啊？

拉开思考

  • WaitOne完成等待的法则

  • 异步为何会升级性能

  • 线程的选用数据和CPU的使用率有肯定的联系呢

 

题目1：WaitOne完成等待的法则

从前，咱们先来简单的问询下多线程信号控制AutoReset伊芙nt类。

var _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
_asyncWaitHandle.WaitOne();

此代码会在 WaitOne 的地方会直接等候下去。除非有其它一个线程执行 AutoReset伊夫nt 的set方法。

var _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
_asyncWaitHandle.Set();
_asyncWaitHandle.WaitOne();

这么，到了 WaitOne 就足以直接执行下去。没有有另外等待。

当今咱们对APM 异步编程模型中的 WaitOne 等待是不是领略了点什么呢。我们回头来实现以前自定义异步方法的异步等待。

图片 44

public class MyWebRequest : IAsyncResult
{
    //异步回调函数（委托）
    private AsyncCallback _asyncCallback;
    private AutoResetEvent _asyncWaitHandle;
    public MyWebRequest(AsyncCallback asyncCallback, object state)
    {
        _asyncCallback = asyncCallback;
        _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
    }
    //设置结果
    public void SetComplete(string result)
    {
        Result = result;
        IsCompleted = true;
        _asyncWaitHandle.Set();
        if (_asyncCallback != null)
        {
            _asyncCallback(this);
        }
    }
    //异步请求返回值
    public string Result { get; set; }
    //获取用户定义的对象，它限定或包含关于异步操作的信息。
    public object AsyncState
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
    // 获取用于等待异步操作完成的 System.Threading.WaitHandle。
    public WaitHandle AsyncWaitHandle
    {
        //get { throw new NotImplementedException(); }

        get { return _asyncWaitHandle; }
    }
    //获取一个值，该值指示异步操作是否同步完成。
    public bool CompletedSynchronously
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
    //获取一个值，该值指示异步操作是否已完成。
    public bool IsCompleted
    {
        get;
        private set;
    }
}

图片 45

绿色代码就是增创的异步等待。

【执行步骤】

图片 46

 

问题2：异步为啥会进步性能

比如说同步代码：

Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法

本条代码需要20秒。

倘诺是异步：

图片 47

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
});
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法
task.Wait();

图片 48

如此就假使10秒了。这样就节省了10秒。

如果是：

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
}); 
task.Wait();

异步执行中间没有耗时的代码那么那样的异步将是不曾意思的。

或者：

图片 49

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
}); 
task.Wait();
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法

图片 50

把耗时任务放在异步等待后，这这样的代码也是不会有性能提高的。

再有一种情景：

假定是单核CPU进行高密集运算操作，那么异步也是尚未意思的。(因为运算是这一个耗CPU,而网络请求等待不耗CPU)

 

问题3：线程的使用数据和CPU的使用率有自然的联系呢

答案是否。

要么拿单核做假如。

情况1：

图片 51

long num = 0;
while (true)
{
    num += new Random().Next(-100,100);
    //Thread.Sleep(100);
}

图片 52

单核下，我们只启动一个线程，就足以让你CPU爆满。

图片 53图片 54

起始八次，八历程CPU基本满员。

情况2：

图片 55

图片 56

一千两个线程，而CPU的使用率竟然是0。因此，我们得到了往日的定论，线程的施用数据和CPU的使用率没有早晚的交换。

尽管这么，可是也无法不要节制的开启线程。因为：

  • 拉开一个新的线程的历程是相比较耗资源的。（不过使用线程池，来下滑开启新线程所消耗的资源）
  • 多线程的切换也是索要时日的。
  • 每个线程占用了一定的内存保存线程上下文信息。

 

demo：http://pan.baidu.com/s/1slOxgnF

TAP

TAP 基于任务的异步形式，Task-based Asynchronous Pattern

到目前截止，我们以为下面的APM、EAP异步格局好用呢？好像从没发现什么样问题。再精心想想…倘使我们有三个异步方法需要按先后顺序执行，并且需要(在主进程)得到所有再次来到值。

第一定义五个委托：

public Func<string, string> func1()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "name:" + t;
    });
}
public Func<string, string> func2()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "age:" + t;
    });
}
public Func<string, string> func3()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "sex:" + t;
    });
}

然后按照一定顺序执行：

public void MyAction()
{
    string str1 = string.Empty, str2 = string.Empty, str3 = string.Empty;
    IAsyncResult asyncResult1 = null, asyncResult2 = null, asyncResult3 = null;
    asyncResult1 = func1().BeginInvoke("张三", t =>
    {
        str1 = func1().EndInvoke(t);
        Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        asyncResult2 = func2().BeginInvoke("26", a =>
        {
            str2 = func2().EndInvoke(a);
            Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            asyncResult3 = func3().BeginInvoke("男", s =>
            {
                str3 = func3().EndInvoke(s);
                Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            }, null);
        }, null);
    }, null);

    asyncResult1.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    asyncResult2.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    asyncResult3.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    Debug.WriteLine(str1 + str2 + str3);
} 

除开难看、难读一点接近也没怎么 。然而真的是这般啊？

图片 57

asyncResult2是null?
有鉴于此在形成第一个异步操作此前并未对asyncResult2举行赋值，asyncResult2执行异步等待的时候报这个。那么如此大家就不可以控制四个异步函数，遵照一定顺序执行到位后再得到重返值。（理论上如故有任何措施的，只是会然代码更加扑朔迷离）

 

是的，现在该我们的TAP登场了。

图片 58

只需要调用Task类的静态方法Run，即可轻松使用异步。

拿到重返值：

var task1 = Task<string>.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(1500);
    Console.WriteLine("【Debug】task1 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    return "张三";
});
//其他逻辑            
task1.Wait();
var value = task1.Result;//获取返回值
Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

现在大家处理地点六个异步按序执行：

Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
string str1 = string.Empty, str2 = string.Empty, str3 = string.Empty;
var task1 = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str1 = "姓名：张三,";
    Console.WriteLine("【Debug】task1 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}).ContinueWith(t =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str2 = "年龄：25,";
    Console.WriteLine("【Debug】task2 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}).ContinueWith(t =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str3 = "爱好：妹子";
    Console.WriteLine("【Debug】task3 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
});

Thread.Sleep(2500);//其他逻辑代码

task1.Wait();

Debug.WriteLine(str1 + str2 + str3);
Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

[效果图]

图片 59

咱俩来看，结果都拿到了，且是异步按序执行的。且代码的逻辑思路异常明晰。假若您感触还不是很大，那么你现象一经是100个异步方法需要异步按序执好吗？用APM的异步回调，这至少也得异步回调嵌套100次。这代码的复杂度显而易见。

 

拉开思考

  • WaitOne完成等待的法则

  • 异步为啥会升级性能

  • 线程的接纳数据和CPU的使用率有自然的关联吗

 

问题1：WaitOne完成等待的法则

在此以前，我们先来大概的问询下多线程信号控制AutoReset伊夫(Eve)nt类。

var _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
_asyncWaitHandle.WaitOne();

此代码会在 WaitOne 的地点会间接等候下去。除非有此外一个线程执行 AutoReset伊夫(Eve)nt 的set方法。

var _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
_asyncWaitHandle.Set();
_asyncWaitHandle.WaitOne();

这般，到了 WaitOne 就足以直接执行下去。没有有此外等待。

现今我们对APM 异步编程模型中的 WaitOne 等待是不是领略了点什么吧。我们回头来贯彻以前自定义异步方法的异步等待。

public class MyWebRequest : IAsyncResult
{
    //异步回调函数（委托）
    private AsyncCallback _asyncCallback;
    private AutoResetEvent _asyncWaitHandle;
    public MyWebRequest(AsyncCallback asyncCallback, object state)
    {
        _asyncCallback = asyncCallback;
        _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
    }
    //设置结果
    public void SetComplete(string result)
    {
        Result = result;
        IsCompleted = true;
        _asyncWaitHandle.Set();
        if (_asyncCallback != null)
        {
            _asyncCallback(this);
        }
    }
    //异步请求返回值
    public string Result { get; set; }
    //获取用户定义的对象，它限定或包含关于异步操作的信息。
    public object AsyncState
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
    // 获取用于等待异步操作完成的 System.Threading.WaitHandle。
    public WaitHandle AsyncWaitHandle
    {
        //get { throw new NotImplementedException(); }

        get { return _asyncWaitHandle; }
    }
    //获取一个值，该值指示异步操作是否同步完成。
    public bool CompletedSynchronously
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
    //获取一个值，该值指示异步操作是否已完成。
    public bool IsCompleted
    {
        get;
        private set;
    }
}

红色代码就是骤增的异步等待。

【执行步骤】

图片 60

 

问题2：异步为啥会提高性能

譬如说同步代码：

Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法

以此代码需要20秒。

固然是异步：

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
});
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法
task.Wait();

如此这般就假使10秒了。这样就节省了10秒。

如果是：

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
}); 
task.Wait();

异步执行中间没有耗时的代码那么那样的异步将是从未有过意思的。

或者：

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
}); 
task.Wait();
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法

把耗时任务放在异步等待后，这这样的代码也是不会有性能进步的。

再有一种状况：

只如若单核CPU举办高密集运算操作，那么异步也是从未有过意思的。(因为运算是可怜耗CPU,而网络请求等待不耗CPU)

 

问题3：线程的选择数据和CPU的使用率有肯定的联络吗

答案是否。

仍然拿单核做尽管。

情况1：

long num = 0;
while (true)
{
    num += new Random().Next(-100,100);
    //Thread.Sleep(100);
}

单核下，大家只启动一个线程，就足以让您CPU爆满。

图片 61图片 62

启动八次，八历程CPU基本满员。

情况2：

图片 63

图片 64

一千五个线程，而CPU的使用率竟然是0。因而，大家获取了前边的下结论，线程的采纳数据和CPU的使用率没有必然的维系。

尽管如此，可是也不可以不要节制的开启线程。因为：

  • 开启一个新的线程的长河是相比较耗资源的。（不过使用线程池，来下滑开启新线程所消耗的资源）
  • 多线程的切换也是急需时间的。
  • 各类线程占用了必然的内存保存线程上下文音信。

 

demo：http://pan.baidu.com/s/1slOxgnF

本文已协同至索引目录：《C#基础知识巩固》

对此异步编程了然不深，文中极有可能多处错误描述和见解。

感谢广大园友的指正。

本着互相探究的目的，绝无想要误导我们的趣味。

 

【推荐】

http://www.cnblogs.com/wisdomqq/archive/2012/03/26/2412349.html

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