C#中的異步編程--探索await與async關鍵字的奧妙之處，原來理解和使用異步編程可以這么簡單

前言

await與async是C#5.0推出的新語法，關於await與async有很多文章講解。但看完后有沒有這樣一種感覺，感覺這東西像是不錯，但好像就是看不太懂，也不清楚該怎么使用。雖然偶有接觸，但是一直都沒有真正搞明白。

我也是才剛剛摸索明白，把學習結果和大家探討一下看掌握得對不對。個人的學習習慣就是，有復雜的東西可以簡單說明白，就會分享出來~

(閱讀本文需要具備多線程及任務編程的基礎)

 

重點

在學習async/await最難的是什么呢？就是理解它的工作方式！

1.所有的async方法返回類型必然是Task或Task<T>，這是異步處理的基礎！

2.在async方法中遇到await關鍵字后，當前線程立即返回(到調用方)，繼續之前的處理邏輯；await關鍵字之后的代碼邏輯，將交由新的線程處理；當新的線程處理完成后，可以從新的線程返回處理結果到調用(處)線程當中，結束等待。

3.在一個async方法中，會根據await關鍵字進行分割，拆分到不同的線程處理同一個方法的不同部分！

4.把一個方法代碼的不同部分拆分到多個線程處理，這是異步方法和同步方法的最大不同！

把上面幾點搞明白了，其實異步編程也就大概清楚了吧。。

 

簡單異步調用

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("{0}->Main.異步方法執行前", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());//輸出異步處理之前的線程ID
            DoAsync(1000).Wait();//執行異步處理，並等待該異步方法執行完成后才繼續
            Console.WriteLine("{0}->Main.異步方法執行后", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());//輸出異步處理之后的線程ID

            Console.Read();
        }

        /// <summary>
        /// 執行異步處理
        /// </summary>
        /// <param name="times">模擬處理時長</param>
        /// <returns></returns>
        public static async Task DoAsync(int times)
        {
            Console.WriteLine("{0}->DoAsync.await之前", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());//輸出調用線程ID
            await Task.Run(() => Thread.Sleep(times));///執行一個異步任務，並等待返回結果才繼續；需要注意的是，調用線程執行到這一行的時候其實就已經返回了
            Console.WriteLine("{0}->DoAsync.await之后", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());//異步操作執行完了，但這里已經是新的線程了
        }
    }

1->Main.異步方法執行前
1->DoAsync.await之前
3->DoAsync.await之后
1->Main.異步方法執行后

請留意異步方法DoAsync的處理，在await之前和await之后，已經是兩個不一樣的線程ID。

也就是說，一個方法內部被拆分成了多個部分，不同的部分分別由不同的線程處理。

有返回值的異步調用

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("{0}->Main.異步方法執行前", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());//輸出異步處理之前的線程ID
            var asyncTask = DoAsync(1000);//異步執行處理
            Console.WriteLine("{0}->Main.異步方法執行后", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());//輸出異步處理之后的線程ID
            var result = asyncTask.Result;//等待異步處理完成才繼續
            Console.WriteLine("{0}->Main.異步方法完成后", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());//輸出異步完成之后的線程ID

            Console.Read();
        }

        /// <summary>
        /// 執行異步處理
        /// </summary>
        /// <param name="times">模擬處理時長</param>
        /// <returns></returns>
        public static async Task<int> DoAsync(int times)
        {
            Console.WriteLine("{0}->DoAsync.await之前", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());//輸出調用線程ID
            var result = await Task.Run(() => { Thread.Sleep(times); return times; });///執行一個異步任務，並等待返回結果才繼續；需要注意的是，調用線程執行到這一行的時候就已經返回了
            Console.WriteLine("{0}->DoAsync.await之后", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());//異步操作執行完了，但這里已經是新的線程了
            return result;//返回計算結果，注意：返回結果時和進入方法時的線程已經不一樣了
        }
    }

1->Main.異步方法執行前
1->DoAsync.await之前
1->Main.異步方法執行后
3->DoAsync.await之后
1->Main.異步方法完成后

請注意：在同步方法Main中執行的時候都是同一個線程；在異步方法DoAsync執行的時候，在await之前是調用線程，在await之后則是另一個線程。

 

總結

在異步(async)方法執行中，會根據await關鍵字，拆分一個方法為多個部分，分別由不同的線程執行。

在異步(async)方法執行中，遇到await關鍵字，調用線程會立即返回(線程池)繼續后續的處理邏輯；而后，調用方可以使用Task.Wait()或Task<T>.Result進行阻塞，等待異步方法執行完畢再繼續。

在異步(async)方法執行后，若不使用Task.Wait()進行等待，或不使用Task<T>.Result獲取返回結果，則該方法將僅以異步方式執行。

 

那么異步方法的好處到底在哪？一下子，我也說不上來。。因為好像只用Task，也可以達到類似的效果，雖然也有區別。

難道，異步只是一顆語法糖嗎？規范了異步方法的寫法，回調函數也“消失”了。

其中異步方法最令人意外的，大概就是調用線程遇到await關鍵字，不用等待方法執行完畢就已經立即返回了吧！

同步夾雜着異步，異步夾雜着任務，異步方法里再拆分線程處理。想用好異步不容易！

 

參考

C#語法——await與async的正確打開方式

為什么我們要使用Async、Await關鍵字

async & await 的前世今生（Updated）

異步編程 In .NET