async和await實例分析

本文小編為大家詳細(xì)介紹“async和await實例分析”，內(nèi)容詳細(xì)，步驟清晰，細(xì)節(jié)處理妥當(dāng)，希望這篇“async和await實例分析”文章能幫助大家解決疑惑，下面跟著小編的思路慢慢深入，一起來學(xué)習(xí)新知識吧。

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創(chuàng)建

static void Main(){      new Thread(Go).Start();  // .NET 1.0開始就有的       Task.Factory.StartNew(Go); // .NET 4.0 引入了 TPL      Task.Run(new Action(Go)); // .NET 4.5 新增了一個Run的方法  }   public static void Go(){      Console.WriteLine("我是另一個線程");  }

這里面需要注意的是，創(chuàng)建Thread的實例之后，需要手動調(diào)用它的Start方法將其啟動。但是對于Task來說，StartNew和Run的同時，既會創(chuàng)建新的線程，并且會立即啟動它。

線程池 

線程的創(chuàng)建是比較占用資源的一件事情，.NET 為我們提供了線程池來幫助我們創(chuàng)建和管理線程。Task是默認(rèn)會直接使用線程池，但是Thread不會。如果我們不使用Task，又想用線程池的話，可以使用ThreadPool類。

static void Main() {      Console.WriteLine("我是主線程：Thread Id {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);      ThreadPool.QueueUserWorkItem(Go);         Console.ReadLine();  }     public static void Go(object data) {      Console.WriteLine("我是另一個線程:Thread Id {0}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);  }

傳入?yún)?shù)

static void Main() {      new Thread(Go).Start("arg1"); // 沒有匿名委托之前，我們只能這樣傳入一個object的參數(shù)         new Thread(delegate(){  // 有了匿名委托之后...          GoGoGo("arg1", "arg2", "arg3");      });         new Thread(() => {  // 當(dāng)然,還有 Lambada          GoGoGo("arg1","arg2","arg3");      }).Start();         Task.Run(() =>{  // Task能這么靈活，也是因為有了Lambda呀。          GoGoGo("arg1", "arg2", "arg3");      });  }     public static void Go(object name){      // TODO  }     public static void GoGoGo(string arg1, string arg2, string arg3){      // TODO  }

返回值

Thead是不能返回值的，但是作為更高級的Task當(dāng)然要彌補一下這個功能。

static void Main() {      // GetDayOfThisWeek 運行在另外一個線程中      var dayName = Task.Run<string>(() => { return GetDayOfThisWeek(); });      Console.WriteLine("今天是：{0}",dayName.Result);  }

共享數(shù)據(jù)

上面說了參數(shù)和返回值，我們來看一下線程之間共享數(shù)據(jù)的問題。

private static bool _isDone = false;      static void Main(){      new Thread(Done).Start();      new Thread(Done).Start();  }     static void Done(){      if (!_isDone) {          _isDone = true; // 第二個線程來的時候，就不會再執(zhí)行了(也不是絕對的，取決于計算機的CPU數(shù)量以及當(dāng)時的運行情況)          Console.WriteLine("Done");      }  }

線程之間可以通過static變量來共享數(shù)據(jù)。

線程安全

我們先把上面的代碼小小的調(diào)整一下，就知道什么是線程安全了。我們把Done方法中的兩句話對換了一下位置 。

private static bool _isDone = false;      static void Main(){      new Thread(Done).Start();      new Thread(Done).Start();      Console.ReadLine();  }     static void Done(){      if (!_isDone) {         Console.WriteLine("Done"); // 猜猜這里面會被執(zhí)行幾次？          _isDone = true;       }  }

上面這種情況不會一直發(fā)生，但是如果你運氣好的話，就會中獎了。因為***個線程還沒有來得及把_isDone設(shè)置成true，第二個線程就進來了，而這不是我們想要的結(jié)果，在多個線程下，結(jié)果不是我們的預(yù)期結(jié)果，這就是線程不安全。

鎖

要解決上面遇到的問題，我們就要用到鎖。鎖的類型有獨占鎖，互斥鎖，以及讀寫鎖等，我們這里就簡單演示一下獨占鎖。

private static bool _isDone = false;  private static object _lock = new object();  static void Main(){      new Thread(Done).Start();      new Thread(Done).Start();      Console.ReadLine();  }     static void Done(){      lock (_lock){          if (!_isDone){              Console.WriteLine("Done"); // 猜猜這里面會被執(zhí)行幾次？              _isDone = true;          }      }  }

再我們加上鎖之后，被鎖住的代碼在同一個時間內(nèi)只允許一個線程訪問，其它的線程會被阻塞，只有等到這個鎖被釋放之后其它的線程才能執(zhí)行被鎖住的代碼。

Semaphore 信號量

我實在不知道這個單詞應(yīng)該怎么翻譯，從官方的解釋來看，我們可以這樣理解。它可以控制對某一段代碼或者對某個資源訪問的線程的數(shù)量，超過這個數(shù)量之后，其它的線程就得等待，只有等現(xiàn)在有線程釋放了之后，下面的線程才能訪問。這個跟鎖有相似的功能，只不過不是獨占的，它允許一定數(shù)量的線程同時訪問。

static SemaphoreSlim _sem = new SemaphoreSlim(3);    // 我們限制能同時訪問的線程數(shù)量是3  static void Main(){      for (int i = 1; i <= 5; i++) new Thread(Enter).Start(i);      Console.ReadLine();  }     static void Enter(object id){      Console.WriteLine(id + " 開始排隊...");      _sem.Wait();      Console.WriteLine(id + " 開始執(zhí)行！");                Thread.Sleep(1000 * (int)id);                     Console.WriteLine(id + " 執(zhí)行完畢，離開！");            _sem.Release();  }

在最開始的時候，前3個排隊之后就立即進入執(zhí)行，但是4和5，只有等到有線程退出之后才可以執(zhí)行。

異常處理

其它線程的異常，主線程可以捕獲到么？

public static void Main(){      try{          new Thread(Go).Start();      }      catch (Exception ex){          // 其它線程里面的異常，我們這里面是捕獲不到的。          Console.WriteLine("Exception!");      }  }  static void Go() { throw null; }

那么升級了的Task呢？

public static void Main(){      try{          var task = Task.Run(() => { Go(); });          task.Wait();  // 在調(diào)用了這句話之后，主線程才能捕獲task里面的異常             // 對于有返回值的Task, 我們接收了它的返回值就不需要再調(diào)用Wait方法了          // GetName 里面的異常我們也可以捕獲到          var task2 = Task.Run(() => { return GetName(); });          var name = task2.Result;      }      catch (Exception ex){          Console.WriteLine("Exception!");      }  }  static void Go() { throw null; }  static string GetName() { throw null; }

一個小例子認(rèn)識async & await

static void Main(string[] args){      Test(); // 這個方法其實是多余的, 本來可以直接寫下面的方法      // await GetName()        // 但是由于控制臺的入口方法不支持async,所有我們在入口方法里面不能 用 await                     Console.WriteLine("Current Thread Id :{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);  }     static async Task Test(){      // 方法打上async關(guān)鍵字，就可以用await調(diào)用同樣打上async的方法      // await 后面的方法將在另外一個線程中執(zhí)行      await GetName();  }     static async Task GetName(){      // Delay 方法來自于.net 4.5      await Task.Delay(1000);  // 返回值前面加 async 之后，方法里面就可以用await了      Console.WriteLine("Current Thread Id :{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);      Console.WriteLine("In antoher thread.....");  }

await 的原形

await后的的執(zhí)行順序 

感謝 locus的指正， await 之后不會開啟新的線程(await 從來不會開啟新的線程)，所以上面的圖是有一點問題的。

await 不會開啟新的線程，當(dāng)前線程會一直往下走直到遇到真正的Async方法（比如說HttpClient.GetStringAsync），這個方法的內(nèi)部會用Task.Run或者Task.Factory.StartNew 去開啟線程。也就是如果方法不是.NET為我們提供的Async方法，我們需要自己創(chuàng)建Task，才會真正的去創(chuàng)建線程。

static void Main(string[] args)  {      Console.WriteLine("Main Thread Id: {0}\r\n", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);      Test();      Console.ReadLine();  }     static async Task Test()  {      Console.WriteLine("Before calling GetName, Thread Id: {0}\r\n", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);      var name = GetName();   //我們這里沒有用 await,所以下面的代碼可以繼續(xù)執(zhí)行      // 但是如果上面是 await GetName()，下面的代碼就不會立即執(zhí)行，輸出結(jié)果就不一樣了。      Console.WriteLine("End calling GetName.\r\n");      Console.WriteLine("Get result from GetName: {0}", await name);  }     static async Task<string> GetName()  {      // 這里還是主線程      Console.WriteLine("Before calling Task.Run, current thread Id is: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);      return await Task.Run(() =>      {          Thread.Sleep(1000);          Console.WriteLine("'GetName' Thread Id: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);          return "Jesse";      });  }

我們再來看一下那張圖：

1. 進入主線程開始執(zhí)行

2. 調(diào)用async方法，返回一個Task，注意這個時候另外一個線程已經(jīng)開始運行，也就是GetName里面的 Task已經(jīng)開始工作了

3. 主線程繼續(xù)往下走

4. 第3步和第4步是同時進行的，主線程并沒有掛起等待

5. 如果另一個線程已經(jīng)執(zhí)行完畢，name.IsCompleted=true，主線程仍然不用掛起，直接拿結(jié)果就可以了。如果另一個線程還同有執(zhí)行完畢, name.IsCompleted=false，那么主線程會掛起等待，直到返回結(jié)果為止。

只有async方法在調(diào)用前才能加await么？

static void Main(){      Test();      Console.ReadLine();  }     static async void Test(){      Task<string> task = Task.Run(() =>{          Thread.Sleep(5000);          return "Hello World";      });      string str = await task;  //5 秒之后才會執(zhí)行這里      Console.WriteLine(str);  }

答案很明顯：await并不是針對于async的方法，而是針對async方法所返回給我們的Task，這也是為什么所有的async方法都必須返回給我們Task。所以我們同樣可以在Task前面也加上await關(guān)鍵字，這樣做實際上是告訴編譯器我需要等這個Task的返回值或者等這個Task執(zhí)行完畢之后才能繼續(xù)往下走。

不用await關(guān)鍵字，如何確認(rèn)Task執(zhí)行完畢了？

static void Main(){      var task = Task.Run(() =>{          return GetName();      });         task.GetAwaiter().OnCompleted(() =>{          // 2 秒之后才會執(zhí)行這里          var name = task.Result;          Console.WriteLine("My name is: " + name);      });         Console.WriteLine("主線程執(zhí)行完畢");      Console.ReadLine();  }     static string GetName(){      Console.WriteLine("另外一個線程在獲取名稱");      Thread.Sleep(2000);      return "Jesse";  }

Task.GetAwaiter()和await Task 的區(qū)別？

• 加上await關(guān)鍵字之后，后面的代碼會被掛起等待，直到task執(zhí)行完畢有返回值的時候才會繼續(xù)向下執(zhí)行，這一段時間主線程會處于掛起狀態(tài)。

• GetAwaiter方法會返回一個awaitable的對象（繼承了INotifyCompletion.OnCompleted方法）我們只是傳遞了一個委托進去，等task完成了就會執(zhí)行這個委托，但是并不會影響主線程，下面的代碼會立即執(zhí)行。這也是為什么我們結(jié)果里面***句話會是 “主線程執(zhí)行完畢”！

Task如何讓主線程掛起等待？

上面的右邊是屬于沒有掛起主線程的情況，和我們的await仍然有一點差別，那么在獲取Task的結(jié)果前如何掛起主線程呢？

static void Main(){      var task = Task.Run(() =>{          return GetName();      });         var name = task.GetAwaiter().GetResult();      Console.WriteLine("My name is:{0}",name);         Console.WriteLine("主線程執(zhí)行完畢");      Console.ReadLine();  }     static string GetName(){      Console.WriteLine("另外一個線程在獲取名稱");      Thread.Sleep(2000);      return "Jesse";  }

Task.GetAwait()方法會給我們返回一個awaitable的對象，通過調(diào)用這個對象的GetResult方法就會掛起主線程，當(dāng)然也不是所有的情況都會掛起。還記得我們Task的特性么？ 在一開始的時候就啟動了另一個線程去執(zhí)行這個Task，當(dāng)我們調(diào)用它的結(jié)果的時候如果這個Task已經(jīng)執(zhí)行完畢，主線程是不用等待可以直接拿其結(jié)果的，如果沒有執(zhí)行完畢那主線程就得掛起等待了。

await 實質(zhì)是在調(diào)用awaitable對象的GetResult方法

static async Task Test(){      Task<string> task = Task.Run(() =>{          Console.WriteLine("另一個線程在運行！");  // 這句話只會被執(zhí)行一次          Thread.Sleep(2000);          return "Hello World";      });         // 這里主線程會掛起等待，直到task執(zhí)行完畢我們拿到返回結(jié)果      var result = task.GetAwaiter().GetResult();        // 這里不會掛起等待，因為task已經(jīng)執(zhí)行完了，我們可以直接拿到結(jié)果      var result2 = await task;           Console.WriteLine(str);  }

讀到這里，這篇“async和await實例分析”文章已經(jīng)介紹完畢，想要掌握這篇文章的知識點還需要大家自己動手實踐使用過才能領(lǐng)會，如果想了解更多相關(guān)內(nèi)容的文章，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。

本文標(biāo)題：async和await實例分析
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