.NET4.5之初識async與await

　　本人是從.NET4.0剛出的時候接觸的.NET環境，所以學的東西就是4.0及其之前的。時代飛速前進，目測5.0也快出了吧，但一直也沒去接受新的技術。最近由於要學習Web API，快看完了，卻發現4.5已經大行其道了，於是又進行補腦。async與await便是其中之一：

　　這是兩個關鍵字，用於異步編程。我們傳統的異步編程方式一般是Thread、ThreadPool、BeginXXX、EndXXX等等。把調用、回調分開來，代碼的邏輯是有跳躍的，於是會導致思路不是很清晰的問題，在.NET 4.5中，新推出的async、await關鍵字，可以幫助我們像寫同步方法一樣去寫異步方法（保證代碼的整齊清晰）。

　　先來看個傳統同步方法例子：  

        static void Main(string[] args)
        {
            // 同步方式
            Console.WriteLine("同步方式測試開始！");
            SyncMethod(0);
            Console.WriteLine("同步方式結束！");
            Console.ReadKey();
        }

        // 同步操作
        private static void SyncMethod(int input)
        {
            Console.WriteLine("進入同步操作！");
            var result = SyancWork(input);
            Console.WriteLine("最終結果{0}", result);
            Console.WriteLine("退出同步操作！");
        }

        // 模擬耗時操作（同步方法）
        private static int SyancWork(int val)
        {
            for (int i = 0; i < 5; ++i)
            {
                Console.WriteLine("耗時操作{0}", i);
                Thread.Sleep(100);
                val++;
            }
            return val;
        }

　　可以從右圖中看到執行結果，是非常典型的同步執行方法。

　　async關鍵字能用在方法、lambda表達式的聲明部分，用來標示此方法可能包含await關鍵字，只有擁有async才能在其內部使用await關鍵字。異步方法可以具有Task、Task<>或void的返回類型；await關鍵字則是用於返回值是“可等待”類型(awaitable)的方法或lambda表達式內，“awaitable”可以是任何類型（常見的有Task、Task<>），它必須公開一個GetAwaiter() 方法並且返回有效的”awaiter”。更詳細的信息可以參考“關於Async與Await的FAQ”，里面介紹了這些概念與注意事項。

　　當一個async方法，且內部包含await關鍵字，它就會在編譯的時候成為一個異步方法，如果沒有await關鍵字，則它將只會被當成一個同步方法來執行。如果對其內部實現感興趣可以參考“異步性能：了解 Async 和 Await 的成本”一文，相信對深入了解這種機制還是有所幫助的。

　　現在我們嘗試使用新出的異步關鍵字async、await來改造成異步調用：

        static void Main(string[] args)
        {
            // 異步方式
            Console.WriteLine("\n異步方式測試開始！");
            AsyncMethod(0);
            Console.WriteLine("異步方式結束！");
            Console.ReadKey(); 
        }  

        // 異步操作
        private static async void AsyncMethod(int input)
        {
            Console.WriteLine("進入異步操作！");
            var result = await AsyncWork(input);
            Console.WriteLine("最終結果{0}", result);
            Console.WriteLine("退出異步操作！");
        }

        // 模擬耗時操作（異步方法）
        private static async Task<int> AsyncWork(int val)
        {
            for (int i = 0; i < 5; ++i)
            {
                Console.WriteLine("耗時操作{0}", i);
                await Task.Delay(100);
                val++;
            }
            return val;
        }

 　　先來看結果吧，我們發現耗時操作已經是異步進行了。整體流程大概是先由Main函數異步調用AsyncMethod，並不等待AsyncMethod完成，繼續往下執行。而AsyncMethod方式在被調用后，在分配到時間片時開始啟動，執行函數體內容，並由於await AsyncWork語句而繼續異步調用AsyncWork，但由於await關鍵字，將在此等待AsyncWork完成后，再繼續往下執行。那么，AyncWork也一樣的，被調用后，在分配到時間片時開始啟動，執行耗時操作。

　　可以看到，使用了新的關鍵字后，同步與異步編程的語法差別進一步減少。隨着.NET 4.5的推出，許多新類庫和既有類庫都支持這種新型的異步語法（比如HttpClient、HttpServer、MemoryStream...），它們以類似ReadAsync、WriteAsync、SendAsync等分開方法來提供具有async聲明，且返回類型為Task、Task<>的異步工作方式。

　　補充：

　　剛才有朋友提到await Task.Delay(100)這條語句，這是為了讓AsyncWork成為異步方法才加的，如果你要進行的操作不支持await修飾怎么辦，其實很簡單，使用Task.Factory.StartNew()就行了，舉例：

        // 異步操作
        private static async void AsyncMethod(int input)
        {
            Console.WriteLine("進入異步操作！");
            var result = await Task.Factory.StartNew((Func<object, int>)SyncWork2, input);
            Console.WriteLine("最終結果{0}", result);
            Console.WriteLine("退出異步操作！");
        }

        // 模擬耗時操作（同步方法）
        private static int SyncWork2(object input)
        {
            int val = (int)input;
            for (int i = 0; i < 5; ++i)
            {
                Console.WriteLine("耗時操作{0}", i);
                Thread.Sleep(100);
                val++;
            }
            return val;
        }

　　這樣，我們的SyncWork2實際上卻是異步執行的，所得結果與前面的異步方法一致，只是這樣一來輸入參數只能是object類型，需要進行類型轉化。另外，除了StartNew，我們還可以新建一個Task，然后調用Run，以完成同樣效果。

　　目前來說，這種異步工作還是會造成本人使用上的不適，不過如果在將來的版本中，繼續推廣使用，相信不久便能熟練，且加快寫代碼的速度，編寫出邏輯清晰的代碼。

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