前文寫(xiě)了關(guān)于C#中的異步編程。后臺(tái)有無(wú)數(shù)人在討論，很多人把異步和多線程混了。

文章在這兒：一文說(shuō)通C#中的異步編程

所以，本文從體系的角度，再寫(xiě)一下這個(gè)異步編程。

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一、C#中的異步編程演變

1. 異步編程模型

這是C#中早期的異步模型，通過(guò)IAsyncResult接口來(lái)實(shí)現(xiàn)。

實(shí)現(xiàn)的代碼大體是這個(gè)樣子：

class?MyClass
{
????IAsyncResult?BeginAction(para?...,?AsyncCallback?callback,?object?state);
????T?EndAction(IAsyncResult?async_result);
}

這種方式在一些庫(kù)里還有保留，像FileSteam類里的BeginRead和EndRead方法組，就是這種方式。

編程時(shí)，不建議用這種方式。

2. 基于事件的異步模型

這是C#中間一個(gè)過(guò)渡時(shí)期的異步模型，核心是基于一個(gè)或多個(gè)事件、事件處理委托的派生類型，是一種使用多線程的模式。

這個(gè)模式在類庫(kù)里，多用在Winform/WPF中的組件的事件處理，你可以隨便拿一個(gè)Framework 4.5以前的組件去研究，大多數(shù)都是這種方式。

這種方式的實(shí)現(xiàn)大體是這個(gè)樣子：

class?MyClass
{
??void?ActionAsync(para?...);
??event?ActionCompletedEventHandler?action_completed;
}

這種方式使用多線程，所以，它具有多線程的全部特點(diǎn)和要求。

從微軟的建議來(lái)看，F(xiàn)ramework 4.5以后，并不推薦使用這種模式。

3. 基于任務(wù)的異步模型

這種異步模型從Framework 4.0以后引入，使用單一方法來(lái)表示異步的開(kāi)始和完成。這是目前推薦的異步開(kāi)發(fā)方式。在上個(gè)文章中的異步模式，就是這個(gè)方式。

這個(gè)方式的代碼實(shí)現(xiàn)是這樣的：

class?MyClass
{
??Task?ActionAsync(para?...);
}

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我們所說(shuō)的異步，包括前文講的異步，全部是基于這個(gè)基于任務(wù)的異步模型來(lái)討論。

在這個(gè)模型下，前文說(shuō)過(guò)，異步不是多線程。今天再?gòu)?qiáng)調(diào)一遍，異步不僅不是多線程，同時(shí)異步也不一定會(huì)使用多線程。

二、異步模型中的“任務(wù)”

先來(lái)看看任務(wù)：Task和Task，這是異步模型的核心。

這個(gè)“任務(wù)”，是一種“承諾”，承諾會(huì)在稍后完成任務(wù)。

它有兩個(gè)關(guān)鍵字：async和await。注意：是await，不是wait。這兒再?gòu)?qiáng)調(diào)一下，Task.Wait是個(gè)同步方法，用在多線程中等待。Task是Thread的子集，因此繼承了Wait方法，但這個(gè)方法不是給異步用的。

在某些情況下，異步可以采用多線程來(lái)實(shí)現(xiàn)，這時(shí)候，Task.Wait可以用，但這是以多線程的身份來(lái)使用的，用出問(wèn)題要查線程，而不是異步。

關(guān)于異步中Task和async、await配合的部分，可以去看前一個(gè)文章。地址在：一文說(shuō)通C#中的異步編程，這兒不再說(shuō)了。

三、異步編程的兩種模式

1. 單線程模式

先看代碼：

Task<string>?GetHtmlAsync()
{
??var?client?=?new?HttpClient();
??var?gettask?=?client.GetStringAsync("https://home.cnblogs.com/u/tiger-wang");

??return?await?gettask;
}

這種模式下，這個(gè)異步工作于單線程狀態(tài)。代碼雖然返回一個(gè)任務(wù)Task，在這個(gè)任務(wù)依然在主線程中，并沒(méi)有生成一個(gè)新的線程。換句話說(shuō)，這種方式不額外占用線程池資源，也不需要考慮多線程開(kāi)發(fā)中線程鎖定、數(shù)據(jù)一致性等問(wèn)題。

因?yàn)榫€程沒(méi)有切換，所以也不存在上下文切換的問(wèn)題。

2. 多線程模式

既然Task派生自Thread，當(dāng)然也可以用多線程來(lái)實(shí)現(xiàn)異步。

看代碼：

Task<string>?GetHtmlAsync()
{
??var?gettask?=?Task.Run(()?=>?{
????var?client?=?new?HttpClient();
????return?client.GetStringAsync("https://home.cnblogs.com/u/tiger-wang");
??});

??return?await?gettask;
}

對(duì)方上一段代碼，把調(diào)用client.GetStringAsync的部分放到了Task.Run里。

這種方式中，異步被放到了主線程以外的新線程中執(zhí)行，換句話說(shuō)，這個(gè)異步在以多線程的方式執(zhí)行。

在這種模式下，async和await的配合，以及對(duì)程序執(zhí)行次序的控制，跟單線程模式是完全一樣的。但是要注意，前邊說(shuō)了，async和await是異步的關(guān)鍵字，它不管多線程的事，也不會(huì)為多線程提供任何保護(hù)。多線程中的并發(fā)鎖、數(shù)據(jù)鎖、上下文切換，還需要以多線程的方式另外搞定。Task.Run的內(nèi)部代碼會(huì)占用線程池資源，并在一個(gè)可用的線程上與主線程并行運(yùn)行。

四、異步的兩個(gè)額外狀態(tài)

1. 取消

異步針對(duì)的是需要消耗長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的工作。在工作過(guò)程中，如果需要，我們可以取消異步的運(yùn)行。系統(tǒng)提供了一個(gè)類CancellationToken來(lái)處理這個(gè)工作。

定義方式：

Task?ActionAsync(para?...,?CancellationToken?cancellationtoken);

調(diào)用方式：

CancellationTokenSource?source?=?new?CancellationTokenSource();
CancellationToken?cancel_token?=?source.Token;

await?ActionAsync(para,?cancel_token);

需要取消時(shí)：

source.Cancel();

就可以了。

在做API時(shí)，異步中加個(gè)CancellationToken，是基本的代碼禮節(jié)。

2. 進(jìn)度

長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，如果能給出個(gè)進(jìn)度也不錯(cuò)。

定義方式：

Task?ActionAsync(para?...,?IProgress?progress);

其中，T是需要返回的進(jìn)度值，可以是各種需要的類型。

當(dāng)然，我們需要實(shí)現(xiàn)IProgress：

public?class?Progress?:?IProgress??
{??
????public?Progress();??
????public?Progress(Action?handler);??
????protected?virtual?void?OnReport(T?value);??
????public?event?EventHandler?ProgressChanged;??
}??

IProgress通過(guò)回調(diào)來(lái)發(fā)送進(jìn)度值，引發(fā)捕獲并處理。

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全文完。

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這篇文章是對(duì)前一篇文章的補(bǔ)充和擴(kuò)展。所以，要兩篇一起看，才更好。

一文說(shuō)通C#中的異步編程