之前寫《.NET gRPC 核心功能初體驗》,利用gRPC雙向流做了一個打乒乓的Demo,存儲消息的對象是
IAsyncEnumerable<T>
,這個異步可枚舉泛型接口
支撐了gRPC的實時流式通信。
本文我將回顧分享
- foreach/yield return/async await語法糖的本質
- 如何使用異步流
- 消費異步流時 附加探索
foreach/ yield return/async await的本質
.NET誕生之初,就通過IEnumerable、IEnumerator提供迭代能力,
前者代表具備可枚舉的性質,后者代表可被枚舉的方式。
(看你骨骼驚奇,再送你一本《2021年了,IEnumerable
、IEnumerator
接口還傻傻分不清楚?》)
如果你真的使用強類型IEnumerable/IEnumerator來產生/消費可枚舉類型,會發現要寫很多瑣碎代碼。
C#推出的yield return
迭代器語法糖,簡化了產生可枚舉類型的編寫過程。(編譯器將yield return轉換為狀態機代碼來實現IEnumerable,IEnumerator)
yield 關鍵字可以執行狀態迭代,並逐個返回枚舉元素,在返回數據時,無需創建臨時集合來存儲數據。
C#foreach
語法糖,簡化了消費可枚舉類型的編寫過程。(編譯器將foreach抓換為強類型的方法/屬性調用)
IEnumerable src = ...;
IEnumerator e = src.GetEnumerator();
try
{
while (e.MoveNext()) Use(e.Current);
}
finally { if (e != null) e.Dispose(); }
.NET Framework4引入Task,.NET Framework 4.5/C#5.0引入了await/async
異步編程語法糖,簡化了異步編程的編程過程。(編譯器將await/async語法糖轉換為狀態機,產生Task並在內部回調)
☺️以上也看出微軟為幫助我們更快速優雅地編寫代碼,給了很多糖,編譯器做了很多事情。
C#提供了迭代、異步的快捷方式,能否將兩者結合?
兩者結合的效果就是: 希望在數據就緒時,接受並處理數據,但不會以阻塞CPU的sing是等待,這在lot流式數據中很常見,
異步迭代
有一只爬蟲要通過列表頁上的鏈接,抓取鏈接背后的html內容並顯示。
這是一個[相互獨立的長耗時行為的集合(假設分別耗時5,4,3,2,1s)],
我們使用C#8.0異步可枚舉類型IAsyncEnumerable
與同步版本IEmunerable
類似,IAsyncEnumerable 也有對應的IAsyncEnumerator迭代器,迭代器的實現過程決定了消費的順序。
C#8.0 Asynchronous streams
C#8.0中一個重要的特性是異步流(async stream), 可以輕松創建和消費異步枚舉。
返回異步流的方法特征:
- 以
async
修飾符聲明 - 返回
IAsyncEnumerable<T>
對象 - 方法包含
yield return
語句,用來異步持續返回元素
static async Task Main(string[] args)
{
Console.WriteLine(DateTime.Now + $"\tThreadId:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\r\n");
await foreach (var html in FetchAllHtml())
{
Console.WriteLine(DateTime.Now + $"\tThreadId:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\t" + $"\toutput:{html}");
}
Console.WriteLine("\r\n" + DateTime.Now + $"\tThreadId:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\t");
Console.ReadKey();
}
static async IAsyncEnumerable<string> FetchAllHtml()
{
for (int i = 5; i >= 1; i--)
{
var html = await Task.Delay(i* 1000).ContinueWith((t,i)=> $"html{i}",i); // 模擬長耗時
yield return html;
}
}
for循環結合yield關鍵字,決定了IAsyncEnymerator的實現;
以上代碼將使得await foreach消費異步枚舉
時, 采用與for循環一樣的順序,也就是產生異步任務的先后順序。
以上不會等待15s然后一股腦拋出所有數據,而是根據枚舉for循環,一次就緒,依次顯示,總耗時還是15s,只不過每一步都是異步的。
附加思考:實現一個更有意思的迭代器
☺️ 但是我內心想,能不能按照完成異步任務的順序,先完成先消費,這難道不是人之常情,交互體驗應該更好。
static async IAsyncEnumerable<string> FetchAllHtml()
{
var tasklist= new List<Task<string>>();
for (int i = 5; i >= 1; i--)
{
var t= Task.Delay(i* 1000).ContinueWith((t,i)=>$"html{i}",i); // 模擬長耗時任務
tasklist.Add(t);
}
while(tasklist.Any())
{
var tFinlish = await Task.WhenAny(tasklist);
tasklist.Remove(tFinlish);
yield return await tFinlish;
}
}
上面我先構造了可等待的任務列表,通過Task.WhenAny()按照任務完成的順序 返回迭代。
以上總耗時取決於 耗時最長的那個異步任務5s.
.NETCore 3.1 已經可以在webapi中使用異步流,意味着我們可將流式數據返回到HTTP響應。
前端也已經有試驗性的Streams API
可以對接消費流式數據。
傳送門: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/Streams_API
瀏覽器兼容列表: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/Streams_API#browser_compatibility
對於web應用,這着實能提高 可交互性:
想象之前含多個長耗時行為的列表數據,現在不必等待所有數據,,配以loading,誰家完成誰加載,效果杠杠。