C#多線程編程（2）-- async，await基本用法

上一章我簡單介紹了異步編程的基本方法，推薦使用的方式是Task。Task是對線程池的封裝，並且可以對Task使用async和await關鍵字。這兩個關鍵字的使用非常簡單，那么這兩個關鍵字究竟起什么作用？工作原理是怎樣的？本文就來簡單解釋。

本系列是我讀《CLR via C#》的總結，但是書中關於async和await關鍵字的講解不是很多。其中28.3小節通過簡單例子以及IL反編譯的方式，講解了編譯器如何將異步函數編譯成狀態機，雖然反編譯出的代碼中作者添加了大量的注釋，無奈本人能力有限，很多底層代碼不能很好的理解，因此我通過小例子的方式反復的嘗試，加上書中的講解，我想我已經基本掌握了async和await的使用方式和基本原理。若您有興趣了解底層代碼，可以找來《CLR via C#》的28.2和28.3章節來讀一讀。

上一章節已經講了，當你想要利用另一個線程來執行一段程序，推薦的方式是Task,我們看個例子：

 public async void RunAsync(){
            var t = await Task.Run(() =>
            {
                //模擬其他操作
                Thread.Sleep(2000);
                return "task finished";
            });
            Console.WriteLine(t);
        }

運行代碼，可以看到程序在大約2秒后，控制台會打印出"task finished"，且在這過程中，主線程沒有被Sleep（阻塞），RunAsync后面的方法可以繼續執行，如

static void Main(string[] args) {
            RunAsync();
            Console.WriteLine("123");
            Console.Read();
}

控制台會先顯示123，過大約2秒后，顯示task finished。程序在執行RunAsync()后，跳過了該方法，直接執行了Console.WriteLine("123")。可以看到RunAsync方法的簽名中添加了async關鍵字，在Task.Run()前面添加了await關鍵字，這兩個關鍵字的作用是表示RunAsync方法在執行到await關鍵字后，會將該方法的其余部分封裝成一個委托，該委托會在Task.Run()返回的task執行完成后，執行該委托（具體編譯器如何將該方法轉換成狀態機，並在任務結束后，再繼續執行該委托，可以看《CLR via C#》的28.3章節）。

 public async void RunAsync(){
            //其他操作
            //當遇到await,會將后面的程序封裝成一個委托
            var t = await Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(2000);
                return "task finished";
            });
            //這里往后的代碼被封裝成委托，當t.IsComplete后，才會被執行
            //其他操作
            Console.WriteLine(t);
        }

關鍵字async表明該方法是一個異步方法，await關鍵字只允許在標有async的方法中使用。當異步方法具有返回值時，調用該異步方法的函數也要添加async關鍵字，並在調用方法處添加await，不然會造成異步失效。

 static void Main(string[] args){
            Console.WriteLine(RunAsync().Result);
            Console.WriteLine("Async Run");
            Console.Read();
        }
        public static async Task<string> RunAsync(){
            return await Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(2000);
                return "task finished";
            });
        }

運行，程序在等待大約2秒后，顯示task finished,然后再顯示Async Run，這是因為雖然RunAsync方法異步返回，但是主線程一直在等待RunAsync的結果，除此之外什么也不干，這樣當然是不好。

static void Main(string[] args){
   TestAsync();
   Console.WriteLine("Async Run");
   Console.Read();
}
public static async Task<string> RunAsync(){
    return await Task.Run(() =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "task finished";
    });
}
public static async void TestAsync(){
    Console.WriteLine(await RunAsync());
}

Main函數無法添加async關鍵字，因此我用TestAsync方法包裝了一下，可以看到添加了await 和async關鍵字后，程序會先出現Async Run，然后是task finished。即在異步函數的調用中，若函數包含返回值，則應通過添加await的方式調用異步函數，這樣可以做到接着異步，而不是半途而廢的異步。

在循環中也可以添加await關鍵字

static void Main(string[] args)
{
    TestAsync();
    Console.WriteLine("Async Run");
    Console.Read();
}
public static async Task<string> RunAsync()
{
    return await Task.Run(() =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "task finished";
    });
}
public static async void TestAsync()
{
    for (int i = 0; i < 4; i++)
    {
        Console.WriteLine(await RunAsync() + i);
    }
}

上述例子會以你希望的那樣，先顯示Async Run,然后依次打印task finished0 - task finished4，且每次打印間歇大約2秒。

以上就是Task與 async 和 await 關鍵字的使用以及基本原理。使用await關鍵字，該關鍵字之后的邏輯都會被封裝到一個委托，等到任務執行結束后，再調用當前線程繼續執行該委托。那么能夠調用當前線程，也應該有方法當任務執行結束后，繼續調用線程池來執行方法。該部分C#多線程編程（3）會有講解。歡迎有問題的小伙伴和我在評論區交流。