為什么Web 應(yīng)用推薦使用 await、async異步編程？
前言
1.什么是async/await？
await和async是.NET Framework4.5框架、C#5.0語(yǔ)法里面出現(xiàn)的技術(shù)，目的是用于簡(jiǎn)化異步編程模型。
2.async和await的關(guān)系？
async和await是成對(duì)出現(xiàn)的。async出現(xiàn)在方法的聲明里，用于批注一個(gè)異步方法。光有async是沒(méi)有意義的。await出現(xiàn)在方法內(nèi)部，Task前面。只能在使用async關(guān)鍵字批注的方法中使用await關(guān)鍵字。
private async Task DoSomething()
{
await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(10));
}
3.async/await會(huì)創(chuàng)建新的線程嗎？
不會(huì)。async/await關(guān)鍵字本身是不會(huì)創(chuàng)建新的線程的，但是被await的方法內(nèi)部一般會(huì)創(chuàng)建新的線程。
4.asp.net mvc/webapi action中使用async/await會(huì)提高請(qǐng)求的響應(yīng)速度嗎？
不會(huì)。
正題
我們都知道web應(yīng)用不同于winform、wpf等客戶端應(yīng)用，客戶端應(yīng)用為了保證UI渲染的一致性往往都是采用單線程模式，這個(gè)UI線程稱為主線程，如果在主線程做耗時(shí)操作就會(huì)導(dǎo)致程序界面假死，所以客戶端開(kāi)發(fā)中使用多線程異步編程非常必要。
可web應(yīng)用本身就是多線程模式，服務(wù)器會(huì)為每個(gè)請(qǐng)求分配工作線程。
既然async/await不能創(chuàng)建新線程，又不能使提高請(qǐng)求的響應(yīng)速度，那.NET Web應(yīng)用中為什么要使用async/await異步編程呢？
在 web 服務(wù)器上，.NET Framework 維護(hù)用于處理 ASP.NET 請(qǐng)求的線程池。當(dāng)請(qǐng)求到達(dá)時(shí)，將調(diào)度池中的線程以處理該請(qǐng)求。如果以同步方式處理請(qǐng)求，則處理請(qǐng)求的線程將在處理請(qǐng)求時(shí)處于繁忙狀態(tài)，并且該線程無(wú)法處理其他請(qǐng)求。
在啟動(dòng)時(shí)看到大量并發(fā)請(qǐng)求的 web 應(yīng)用中，或具有突發(fā)負(fù)載（其中并發(fā)增長(zhǎng)突然增加）時(shí)，使 web 服務(wù)調(diào)用異步會(huì)提高應(yīng)用程序的響應(yīng)能力。異步請(qǐng)求與同步請(qǐng)求所需的處理時(shí)間相同。
如果請(qǐng)求發(fā)出需要兩秒鐘時(shí)間才能完成的 web 服務(wù)調(diào)用，則該請(qǐng)求將需要兩秒鐘，無(wú)論是同步執(zhí)行還是異步執(zhí)行。但是，在異步調(diào)用期間，線程在等待第一個(gè)請(qǐng)求完成時(shí)不會(huì)被阻止響應(yīng)其他請(qǐng)求。因此，當(dāng)有多個(gè)并發(fā)請(qǐng)求調(diào)用長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的操作時(shí)，異步請(qǐng)求會(huì)阻止請(qǐng)求隊(duì)列和線程池的增長(zhǎng)。
下面用代碼來(lái)實(shí)際測(cè)試一下：
先是同步的方式，代碼很簡(jiǎn)單，就是輸出一下請(qǐng)求開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)間和線程ID：
public ActionResult Index()
{
DateTime startTime = DateTime.Now;//進(jìn)入DoSomething方法前的時(shí)間
var startThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;//進(jìn)入DoSomething方法前的線程ID
DoSomething();//耗時(shí)操作
DateTime endTime = DateTime.Now;//完成DoSomething方法的時(shí)間
var endThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;//完成DoSomething方法后的線程ID
return Content($"startTime:{ startTime.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:fff") } startThreadId:{ startThreadId }<br/>endTime:{ endTime.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:fff") } endThreadId:{ endThreadId }<br/><br/>");
}
/// <summary>
/// 耗時(shí)操作
/// </summary>
/// <returns></returns>
private void DoSomething()
{
Thread.Sleep(10000);
}
使用瀏覽器開(kāi)3個(gè)標(biāo)簽頁(yè)進(jìn)行測(cè)試（因?yàn)闉g覽器對(duì)同一域名下的連接數(shù)有限制，一般是6個(gè)左右，所以就弄3個(gè)吧）：
可以看到耗時(shí)都是10秒，開(kāi)始和結(jié)束的線程ID一致。下面改造成異步的：
public async Task<ActionResult> Index()
{
DateTime startTime = DateTime.Now;//進(jìn)入DoSomething方法前的時(shí)間
var startThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;//進(jìn)入DoSomething方法前的線程ID
await DoSomething();//耗時(shí)操作
DateTime endTime = DateTime.Now;//完成DoSomething方法的時(shí)間
var endThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;//完成DoSomething方法后的線程ID
return Content($"startTime:{ startTime.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:fff") } startThreadId:{ startThreadId }<br/>endTime:{ endTime.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:fff") } endThreadId:{ endThreadId }<br/><br/>");
}
/// <summary>
/// 耗時(shí)操作
/// </summary>
/// <returns></returns>
private async Task DoSomething()
{
await Task.Run(() => Thread.Sleep(10000));
}
結(jié)果：
可以看到3次請(qǐng)求中，雖然耗時(shí)都是10秒，但是出現(xiàn)了開(kāi)始和結(jié)束的線程ID不一致的情況，ID為22的這個(gè)線程工作了多次，這意味著使用異步方式在同一時(shí)間可以處理更多的請(qǐng)求！
IIS默認(rèn)隊(duì)列長(zhǎng)度：
await關(guān)鍵字不會(huì)阻塞線程直到任務(wù)完成。它將方法的其余部分注冊(cè)為任務(wù)的回調(diào)，并立即返回。當(dāng)await的任務(wù)最終完成時(shí)，它將調(diào)用該回調(diào)，并因此在其中斷時(shí)繼續(xù)執(zhí)行方法。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)：就是使用同步方法時(shí)，線程會(huì)被耗時(shí)操作一直占有，直到耗時(shí)操作完成。而使用異步方法，程序走到await關(guān)鍵字時(shí)會(huì)立即return，釋放線程，余下的代碼會(huì)放進(jìn)一個(gè)回調(diào)中（Task.GetAwaiter()的UnsafeOnCompleted(Action)回調(diào)），耗時(shí)操作完成時(shí)才會(huì)回調(diào)執(zhí)行，所以async/await是語(yǔ)法糖，其本質(zhì)是一個(gè)狀態(tài)機(jī)。
那是不是所有的action都要用async/await呢？不是。一般的磁盤(pán)IO或者網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求等耗時(shí)操作才考慮使用異步，不要為了異步而異步，異步也是需要消耗性能的，使用不合理會(huì)適得其反。
結(jié)論
async/await異步編程不能提升響應(yīng)速度，但是可以提升響應(yīng)能力（吞吐量）。異步和同步各有優(yōu)劣，要合理選擇，不要為了異步而異步。
