對於異步，相信大家都不十分陌生。准確點來說就是方法執行后立即返回，待到執行完畢會進行通知。就是當一個任務在執行的時候，尤其是需要耗費很長的時間進行處理的任務，如果利用單線程進行操作的話，勢必造成界面的阻塞；而利用異步方式，則不會出現這種情況。 區別於同步處理，可以說阻塞的異步其實就相當於同步。
同步方式的實現
先來看一個同步的例子：
假設現在我們需要導入文本文件的內容，然后對文件內容做處理。那么這就需要分為兩步來進行，第一步是導入文本內容，我們利用函數A表示；第二部就是處理文本，我們利用函數B來表示。假設現在A不執行完，B不能進行。而且由於文本內容非常大，導入需要十幾到幾十分鍾不等，那么我們得提示用戶導入進度，這里就涉及到了界面交互問題。利用同步方式來做，效果如何呢？首先請看運行效果：
其實上面的圖片是我運行了一段時間的程序的截圖，但是由於作用在了同步模式下，導致界面阻塞，從而產生極差的用戶體驗。
代碼如下：
View Code
#region 第一步：加載進入內存
private void ReadIntoMemory()
{
if (String.IsNullOrEmpty(fileName))
{
MessageBox.Show("文件名不能為空！");
return;
}
string result;
long mainCount = 0;
using (StreamReader sr = new StreamReader(fileName, Encoding.Default))
{
while ((result = sr.ReadLine()) != null)
{
mainCount++;
recordList.Add(result); //添加記錄到List中存儲，以便在下一步進行處理。
double statusResult = (double)mainCount / (double)totalCount;
lblCurrentRecords.Text = mainCount.ToString();
lblStatus.Text = statusResult.ToString("p");
pbMain.Value = Int32.Parse((Math.Floor(statusResult)*100).ToString());
}
}
}
#endregion
#region 第二步：處理數據
private void ProcessRecords()
{
if (recordList ==null)
{
throw new Exception("數據不存在！");
}
if (recordList.Count==0)
{
return;
}
int childCount = 0;
int recordCount = recordList.Count;
for (int i = 0; i < recordCount; i++)
{
string thisRecord=recordList[i];
if (String.IsNullOrEmpty(thisRecord) || !thisRecord.Contains(","))
{
return;
}
string[] result = thisRecord.Split(',');
ListViewItem lvi = new ListViewItem(result[0]);
for (int j = 1; j < result.Length; j++)
{
lvi.SubItems.Add(result[j]);
}
listItem.Add(lvi);
childCount++;
double percentage = (double)childCount / (double)recordCount;
pbChild.Value = Int32.Parse((Math.Floor(percentage) * 100).ToString());
}
}
#endregion
那么我們是如何運行的呢：
#region 開始進行處理
private void btnLoad_Click(object sender, EventArgs e)
{
GetTotalRecordNum(); //得到總條數
ReadIntoMemory();
ProcessRecords();
}
#endregion
看到了沒，我們是直接順序運行的。之所以出現上面的情況，最主要就是界面處理和后台處理均糅合在了同一個線程之中，這樣當后台進行數據處理的時候，會造成前台UI線程無法更新UI。要解決這種情況，當然是使用異步方式類處理。
那么在.net編程中，有哪幾種模式可以實現異步呢？
4種異步方式
- ThreadPool.QueueUserworkItem實現
- APM模式(就是BeginXXX和EndXXX成對出現。)
- EAP模式(就是Event based, 准確說來就是任務在處理中或者處理完成，會拋出事件)
- Task
上面總共4種方式中，其中在.net 2.0中常用的是(1),(2),(3)，而在.net 4.0中支持的是(4)，注意(4)在.net 2.0中是不能使用的，因為不存在。
首先來說說ThreadPool.QueueUserWorkItem方式，也是最簡單的一種方式。
系統將需要運行的任務放到線程池中，那么線程池中的任務就有機會通過並行的方式進行運行。
其次來說說APM模式
這種模式非常常見，當然也是Jeff Richter極力推薦的一種方式。同時我也是這種模式的粉絲。這種模式的使用非常簡單，就是利用Begin***的方式將需要進行異步處理的任務放入，然后通過End***的方式來接受方法的返回值。同時在Begin***和End***任務進行的過程中，如果涉及到界面UI的更新的時候，我們完全可以加入通知的功能。
在Begin***和End***進行處理的時候，傳遞的是IAsyncResult對象，這種對象在Begin***中會承載一個委托對象，然后在End***中進行還原並得到返回值。
如果你在設計的時候，需要有多個方法用到異步，並且想控制他們的運行順序，請參考ManualResetEvent 和 AutoResetEvent方法，他們均是通過設置信號量來進行同步的。
下面來看一個例子：
假設現在我們需要導入文本文件的內容，然后對文件內容做處理。那么這就需要分為兩步來進行，第一步是導入文本內容，我們利用函數A表示；第二部就是處理文本，我們利用函數B來表示。假設現在A不執行完，B不能進行。而且由於文本內容非常大，導入需要十幾到幾十分鍾不等，那么我們得提示用戶導入進度，這里就涉及到了界面交互問題。利用APM模式如何來做呢？首先請看運行效果：
代碼如下：
#region 典型的APM處理方式，利用Action作為無參無返回值的委托
private void BeginReadIntoMemory()
{
Action action = new Action(ReadIntoMemory);
action.BeginInvoke(new AsyncCallback(EndReadIntoMemory), action);
}
private void EndReadIntoMemory(IAsyncResult iar)
{
Action action = (Action)iar.AsyncState;
action.EndInvoke(iar);
}
private void BeginProcessRecords()
{
Action action = new Action(ProcessRecords);
action.BeginInvoke(new AsyncCallback(EndProcessRecords), action);
}
private void EndProcessRecords(IAsyncResult iar)
{
Action action = (Action)iar.AsyncState;
action.EndInvoke(iar);
}
#endregion
我們是如何調用的呢：
#region 開始進行處理,需要通過ManualResetEvent設置xinhaoilang的方式進行同步
private void btnLoad_Click(object sender, EventArgs e)
{
GetTotalRecordNum(); //得到總條數
BeginReadIntoMemory(); //讀取數據到內存
BeginProcessRecords(); //處理數據內容
}
#endregion
在上面的代碼段中，APM模式的處理方式很明顯，Begin×××和End×××成對出現，這種方式使用簡便，所以很推薦。並且如果涉及到順序執行的情況，請參加我的前一篇文章：淺談C#中常見的委托
然后來說說EAP模式
這種模式也很常見，准確來說就是在系統中通過申明委托事件，然后在執行過程中或者執行完畢后拋出事件。最常見的莫過於WebClient類的DownloadStringCompleted事件，這里我們將使用BackgroundWorker來進行講解，雖然它本身就能夠實現異步操作。在這里，我們只是用到了一個從文本中讀取大數據量到內存的操作。圖示如下：
這里是進行中的操作：
這里是撤銷后的操作：
那么是如何實現的呢？我們先從BackgroundWorker注冊的幾個事件說起：
首先是DoWork事件，他的注冊方式如下：
bgWorker.DoWork += new DoWorkEventHandler(worker_DoWork);
這個主要是用來開啟任務的：
private void worker_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
{
BackgroundWorker worker = sender as BackgroundWorker;
ReadIntoMemory(worker, e); //開始工作
}
然后就是ProgressChanged事件，注冊方式如下：
bgWorker.ProgressChanged += new ProgressChangedEventHandler(worker_ProgressChanged);
從字面上就知道是進行進度報告：
private void worker_ProgressChanged(object sender, ProgressChangedEventArgs e)
{
pbMain.Value = e.ProgressPercentage; //利用PrograssBar報告導入進度
}
最后就是任務完成報告，注冊方式為：
bgWorker.RunWorkerCompleted += new RunWorkerCompletedEventHandler(worker_RunWorkerCompleted);
這里可以進行錯誤捕獲以及任務取消方面的處理：
private void worker_RunWorkerCompleted(object sender, RunWorkerCompletedEventArgs e)
{
if (e.Error != null)
{
MessageBox.Show(e.Error.Message);
}
else if (e.Cancelled)
{
tsInfo.Text = "Data Loading Canceled...";
}
else
{
tsInfo.Text = "Data Loading Completed...";
}
}
當然，這個組件在函數運行的過程中，需要向組件傳送當前進度的信息，並且在運行過程中，需要檢測任務有沒有被取消，以達到自動取消任務的功能：
View Code
#region 第一步：加載數據到內存
private void ReadIntoMemory(BackgroundWorker worker, DoWorkEventArgs e)
{
if (String.IsNullOrEmpty(fileName))
{
MessageBox.Show("文件名不能為空！");
return;
}
string result;
long mainCount = 0;
using (StreamReader sr = new StreamReader(fileName, Encoding.Default))
{
while ((result = sr.ReadLine()) != null)
{
mainCount++;
recordList.Add(result); //添加記錄到List中存儲，以便在下一步進行處理。
double statusResult = (double)mainCount / (double)totalCount;
syncContext.Send(new SendOrPostCallback((s) =>
{
if (worker.CancellationPending) //檢測到用戶取消任務
{
e.Cancel = true; //任務取消
}
else
{
lblCurrentRecords.Text = mainCount.ToString();
lblStatus.Text = statusResult.ToString("p");
int thisPercentange = Int32.Parse((Math.Floor(statusResult * 100)).ToString());
//pbMain.Value = thisPercentange;
worker.ReportProgress(thisPercentange); //報告當前的進度
tsNotify.Text = "| 當前導入";
}
}), null);
}
}
}
#endregion
再說說利用task的實現的方式
關於Task類，可以說在4.0之前從來沒有見過，使用起來非常的簡單，也很方便。其實，對於Task類，我也是參考了諸多文章，下面的這句話，引用自另外一篇文章：
Task在並行計算中的作用很凸顯，首次構造一個Task對象時，他的狀態是Created。以后，當任務啟動時，他的狀態變成WaitingToRun。Task在一個線程上運行時，他的狀態變成Running。任務停止運行，並等待他的任何子任務時，狀態變成WaitingForChildrenToComplete。任務完全結束時，它進入以下三個狀態之一：RanToCompletion，Canceled或者Faulted。一個Task<TResult>運行完成時，可通過Task<TResult>的Result屬性來查詢任務的結果，一個Task或者Task<TResult>出錯時，可以查詢Task的Exception屬性來獲得任務拋出的未處理的異常，該屬性總是返回一個AggregateException對象，他包含所有未處理的異常。
為簡化代碼，Task提供了幾個只讀的Boolean屬性，IsCanceled，IsFaulted，IsCompleted。注意，當Task處於RanToCompleted，Canceled或者Faulted狀態時，IsCompleted返回True。為了判斷一個Task是否成功完成，最簡單的方法是if(task.Status == TaskStatus.RanToCompletion)。
當然，我們還是以上面的例子來進行編程與講解。
首先，我們要開啟一個Task，那么Task taskOne = new Task(ReadIntoMemory);表示將ReadIntoMemory函數注冊成為了任務來運行，然后利用taskOne.Start();來開啟任務。那么如何運行第二個任務，並且還要等到第一個運行完成之后呢？ 這里我們就需要用到其ContinueWith方法：
Task taskTwo = taskOne.ContinueWith(Action => { ProcessRecords(); });
這樣，就行了那么當運行的時候，程序的確會按照順序來啟動任務。圖示和APM模式中的圖片相同，我就不貼了，下面是代碼：
Task taskOne = new Task(ReadIntoMemory);
taskOne.Start();
Task taskTwo = taskOne.ContinueWith(Action => { ProcessRecords(); });
Task<TResult>泛型方法中的TResult為返回值類型，承載的是一個無參，但是有返回值的任務。所以傳入的函數要么是有一個參數帶返回值的；要么就是無參數帶返回值的，要么就是無參數無返回值的。如果是一個參數，有返回值的話，可以利用下面的方式來進行：
Task<int> taskOne = new Task<int>(a=>ReadIntoMemory((int)a),5);
參考資料
同時大家也可以參看我在StackOverflow中的提問，以期起到拋磚引玉的作用：
參考博客：http://hi.baidu.com/jackeyrain/blog/item/828ec3f70bfa8635730eec0a.html