多線程編程學習筆記——async和await（一） - chillsrc－IT工程師數位筆記本

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通過前面的文章，已經學習了怎么使用線程，怎么使用線程同步，怎么使用線程池，怎么使用任務并行庫。盡管通過上面的學習，對于線程的使用越來越簡單。有沒有更簡單的方法呢。

C# 5.0之后，微軟在c#語言中添加了兩個關鍵字async與await，這是在TPL上面的更高一級的抽象，真正簡化了異步編程的編程方式，從而有助于我們編寫出真正健壯少bug的異步應用程序。下面我先來看一個最簡單的示例。

async Task<string> AsyncHello()
{

await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(2));
Return “ Hello world”;
}

使用async標記異步函數，建議返回async Task<T>。

Await只能使用在有async標志的方法內部。在async標記的方法內部最少要有一個await，當然，如果一個也沒有，編譯也不會報錯，但是會有編譯警告。如下圖。

上面的代碼在執行完await調用的代碼之行后該方法會直接返回。如果同步執行，執行線程會阻塞2秒之后返回結果，本示例里在執行完await操作后，立即將工作線程放回線程池中，我們會異步等待。2秒后，我們會從線程池中取得工作線程并繼續運行其中剩余的異步方法。這就允許我們在等待的2秒的時間里可以重用線程池中的線程，這對提高應用程序的可伸縮性非常重要。通過使用async與await我們擁有了線性的程序控制流程，但是執行過程卻是異步的。

一、使用await獲取異步操作結果

本示例是學習await如何獲取異步操作結果。同時會與TPL進行比較。

1.示例代碼如下。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading; 

namespace ThreadAsyncDemo
{

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {

            Task t = AsyncWithTPL();
            t.Wait();
            t = AsyncWithAwait();
            t.Wait();
            Console.Read();
        }

 

        static Task AsyncWithTPL()
        {
            Task<string> task1 = GetInfoAsync("Task 1");

            Task task2 = task1.ContinueWith(task =>
              Console.WriteLine(task1.Result), TaskContinuationOptions.NotOnFaulted);
            Task task3 = task1.ContinueWith(task =>
              Console.WriteLine(task1.Exception.InnerException), TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted);
            return Task.WhenAny(task2, task1);

        }

        async static Task AsyncWithAwait()
        {
            try
            {
                string result = await GetInfoAsync("Task 4");
                Console.WriteLine(result);
            }

            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.Message);

            }
        } 

        async static Task<string> GetInfoAsync(string name)
        {

            await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(2));
            //throw  new Exception("拋出異常信息！"); 

            return string.Format(" Task {0} 正在運行在線程 ID={1}上。這個工作線程是否是線程池中的線程：{2}", name, 
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);

        }
    }
}

2.程序運行的結果如下圖。

程序同時運行了兩個異步操作。其中一個是標準的TPL代碼，另一個使用了async與await兩個關鍵字。AsyncWithTPL啟動了一個任務，運行兩秒之后返回關于工作線程信息的字符串。然后我們定義了一個后續操作，用于在異步操作完成后打印出操作結果，還有另一個后續操作，用于萬一有錯誤時，打印出異常信息。最終返回了一個代表其中一個后續操作任務的任務，并等等其在主函數中完成。

在asyncWithAwait方法中，我們對任務使用await并得到了相同的結果。這和編寫普通的同步代碼的風格一樣，即我們獲取了任務的結果，打印了出來，如果任務完成時帶有錯誤則捕獲異常。關鍵不同的是這實際上是一個異步操作。使用await后，c#立即創建了一個任務，其中一個有后續操作任務，包含了await操作符后面的所有剩余代碼。這個新任務也處理了異常。然后這個任務返回到主方法并等待共完成。

因此可以看出程序中的兩段代碼在概念上是相同的，使用await由編譯器隱式地處理了異步代碼。

3. 我們把上面注釋的拋出異常的代碼，取消注釋，然后運行程序。得到如下圖的結果。

注：在gui與asp.net之類的環境中不推薦使用task.wait和taskResult方法同，因為如果代碼寫的不好，很容易導致死鎖。

二、在Lambda表達式中使用await操作符

本示例學習如何在lambda表達式中使用await。將學習如何編寫一個使用了await的匿名方法，并且獲取異步執行該方法的結果。

1.示例代碼如下。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading; 

namespace ThreadAsyncDemo
{

    class Program
    {

        static void Main(string[] args)
        {

            Task t = AsyncProcess();
            t.Wait();       
            Console.Read();
        } 

        async static Task AsyncProcess()
        {

            Func<String, Task<string>> asyncLambda = async name =>
            {

                await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(2));
                return string.Format(" Task {0} 正在運行在線程 ID={1}上。這個工作線程是線程池的線程：{2}" ,name, 
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);
            };

            string result = await asyncLambda("async lambda");
            Console.WriteLine(result);

        }

    } 

}