為什么需要異步，異步對可能起阻止作用的活動（例如，應用程序訪問 Web 時）至關重要。 對 Web 資源的訪問有時很慢或會延遲。 如果此類活動在同步過程中受阻，則整個應用程序必須等待。 在異步過程中，應用程序可繼續執行不依賴 Web 資源的其他工作，直至潛在阻止任務完成。
本節將一步一步帶領大家理解async和await。
Hello World
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static
void
Main(
string
[] args)
{
new
Thread(Test) { IsBackground =
false
}.Start();
//.Net 在1.0的時候，就已經提供最基本的API.
ThreadPool.QueueUserWorkItem(o => Test());
//線程池中取空閑線程執行委托（方法）
Task.Run((Action)Test);
//.Net 4.0以上可用
Console.WriteLine(
"Main Thread"
);
Console.ReadLine();
}
static
void
Test()
{
Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine(
"Hello World"
);
}
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原理
其實不管是Task，ThreadPool，本質最終都是Thread。只不過微軟幫我們在簡化線程控制的復雜度。
線程池是CLR中事先定義好的一些線程。Task取的線程池，只不過在語法上，可以非常方便取返回值。
異步會提高程序的運行速度嗎
多線程會提高程序的效率，不會提高運行速度。
這就好比這一個任務讓前台花1個小時。前台完成10分鍾的時候
打電話給經理，讓他安排一個人來干30分鍾（new Thread()），他干剩下的20分鍾。（創建線程，需要時間，內存資源）
或者從旁邊空閑的同事中（ThreadPool 或 Task），拉一個人過來干30分鍾。他干剩下的20分鍾。（需要的時間少，資源本來就存在）
從上看出，異步會讓一份任務時間變長。資源消耗更多。但是可以讓前台（UI線程）空閑下來，聽從領導(用戶)指揮。
async和await只是一個標記
首先看個Demo，
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static
void
Main(
string
[] args)
{
Task.Run(() =>
//異步開始執行
{
Thread.Sleep(1000);
//異步執行一些任務
Console.WriteLine(
"Hello World"
);
//異步執行完成標記
});
Thread.Sleep(1100);
//主線程在執行一些任務
Console.WriteLine(
"Main Thread"
);
//主線程完成標記
Console.ReadLine();
}
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發現執行結果是：
這個很正常。但是我們希望先執行主線程完成標記，不改動主線程和Task的任務情況下，如何處理？
使用await和async
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static
void
Main(
string
[] args)
{
Say();
//由於Main不能使用async標記
Console.ReadLine();
}
private
async
static
void
Say()
{
var
t = TestAsync();
Thread.Sleep(1100);
//主線程在執行一些任務
Console.WriteLine(
"Main Thread"
);
//主線程完成標記
Console.WriteLine(await t);
//await 主線程等待取異步返回結果
}
static
async Task<
string
> TestAsync()
{
return
await Task.Run(() =>
{
Thread.Sleep(1000);
//異步執行一些任務
return
"Hello World"
;
//異步執行完成標記
});
}
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1.凡是使用await關鍵字的方法，都必須打上async標記。
2.async表示方法內有異步方法，調用async方法，會立刻另起線程執行。
3.await只是顯示等待線程結束。await表示等待異步方法執行完，並取返回值。
MVC中的異步Action
既然多線程不能提高運行速度，而且每次請求Asp.net程序都是發起一個新的線程，為什么還要用多線程讓其“降速”？
為了提高網站的吞吐量。
在MVC中，如果采用異步Action，則會像下面情況執行。
1.請求到達IIS，IIS應用程序池分配一個worker線程用來響應請求。
2.worker線程，執行異步操作，調用CLR線程池線程處理。
3.釋放worker線程，響應其他請求。
4.異步操作執行完，w3wp(應用程序池進程)再次分配一個worker線程繼續響應。
上述使用場景中，會獲取兩次worker 線程，這兩次獲取的線程可能相同，也可能會不同。如果有比較耗時的任務，非常建議把同步請求轉換為異步。
線程安全和信號量
先舉個線程不安全的例子。
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static
void
Main(
string
[] args)
{
Task.Run((Action)Test);
Task.Run((Action)Test);
Console.ReadLine();
}
private
static
void
Test()
{
if
(!IsComplete)
{
//todo other
Thread.Sleep(500);
Console.WriteLine(
"執行完成"
);
IsComplete =
true
;
}
}
public
static
bool
IsComplete {
get
;
set
; }
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上面的執行結果，這就是線程不安全。（多線程訪問同一段代碼 產生不確定結果。）
如何解決，涉及到線程鎖的概念。線程鎖會讓多線程訪問的時候，一次只允許一個線程進入。
線程鎖例子
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private
static
readonly
object
lockObj =
new
object
();
public
static
bool
IsComplete {
get
;
set
; }
static
void
Main(
string
[] args)
{
Task.Run((Action)Test);
Task.Run((Action)Test);
Console.ReadLine();
}
private
static
void
Test()
{
lock
(lockObj)
//鎖住的必須是引用類型。由於在靜態方法中，則鎖住靜態引用類型。
{
if
(!IsComplete)
{
//todo other
Thread.Sleep(500);
Console.WriteLine(
"執行完成"
);
IsComplete =
true
;
}
}
}
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信號量
線程鎖的技術使一塊代碼只能一個線程進入。信號量的存在，則是讓同一塊代碼指定多個線程進入。
信號量（SemaphoreSlim）例子
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static
readonly
SemaphoreSlim slim =
new
SemaphoreSlim(2);
static
void
Main(
string
[] args)
{
for
(
int
i = 0; i < 5; i++)
{
ThreadPool.QueueUserWorkItem(Test, i);
}
Console.ReadLine();
}
private
async
static
void
Test(
object
i)
{
Console.WriteLine(
"准備執行"
+ i);
await slim.WaitAsync();
Console.WriteLine(
"開始執行"
+ i);
//todo other
await Task.Delay(1000);
Console.WriteLine(
"執行結束"
+ i);
slim.Release();
}
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上面執行結果
從 .NET Framework 4.5 和 Windows 運行時中列出的 API 包含支持異步編程的方法。
| 應用程序區域 |
包含異步方法的受支持的 API |
|---|---|
| Web 訪問 |
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| 使用文件 |
|
| 使用圖像 |
|
| WCF 編程 |
轉自：http://www.cnblogs.com/neverc/p/4368821.html