C#5.0最重要的改進是提供了更強大的異步編程,C#5.0僅增加兩個關鍵字Async和Await,使用異步編程,方法調用是後台運行(通常在線程和任務的幫助下),並且不會阻塞調用線程。
從.net1.0開始就提供了異步特性,而且.NET Framework的許多類都實現了一個或多個異步模式(委托也實現了異步模式)。因為在WIndows From和WPF中用異步模式更新界面比較復雜,所以在2.0中提供了基於事件的異步模式。現在在4.5中推出了另外一種新的方式來實現異步編程:基於任務的異步模式。這種模式是基於4.0中新增的Task類型,和一個利用Async和Await關鍵字的編譯器功能。
WebClient wc = new WebClient(); string s= wc.DownloadString("你的URL");
運行該代碼,程序一直在等待DownloadString的完成,在這種情況下使用異步非常有必要的。
使用異步模式是進行異步調用的方式之一,實現異步模式定義BeginXXX和EndXXX方法。如果有一個同步方法DownloadStrring,異步方法將轉化成了兩個方法BeginDownloadString和EndDownloadString方法。BeginXXX方法接受同步方法的所有輸入的參數,並且還定義了一個AsyncCallBack參數,用於接收在異步方法執行完畢後的被調用的委托,該方法返回一個IAsyncResult,用於驗證調用是否已經完成,並且一直等待,直到方法的執行完畢。EndXXX方法同步方法的所有的輸出參數,並按照同步方法的返回類型來返回結果。WebClient類沒有實現異步模式,但可以用HttpWebRequest來代替
HttpWebRequest req =(HttpWebRequest)WebRequest.Create("你的URL"); IAsyncResult result= req.BeginGetResponse("",); req.EndGetResponse();
異步模式的優勢是使用委托功能就能實現異步編程,不用改變程序的行為,也不會阻塞界面的操作。
基於事件的異步模式定義了一個帶有"Aysnc"後綴的方法。異步方法完成時不是定義被調用的委托,而是定義事件。
WebClient client = new WebClient(); client.DownloadStringCompleted += (sender, e1) => { }; client.DownloadStringAsync(new Uri("你的URL"));
基於事件的異步方式的優勢是易用。
public async void Fun() { WebClient client = new WebClient(); string s = await client.DownloadStringTaskAsync("你的URL"); }
現在代碼簡單多了,並且沒有阻塞。
async和await關鍵字只是編譯器功能,編譯器會用Task創建代碼。
static string Greeting(string name) { Thread.Sleep(2000); return string.Format("Hello ,{0}", name); } static Task<string> GreetingAsync() { return Task.Run<string>(()=> { return Greeting(name); }); }
可以使用Await關鍵字來調用返回任務的異步方法GreetingAsync,使用Await關鍵字需要使用Async修飾聲明的方法。在完成GreetingAsync方法前該方法內的其它代碼不會被執行。
private async static void CallWithAsync() { string result = await GreetingAsync("鄭隆"); Console.WriteLine(result); }
如果異步方法的結果不傳遞給變量,也可以直接在參數中使用Await關鍵字。
private async static void CallWithAsync2() { Console.WriteLine(await GreetingAsync("鄭隆")); }
Async修飾符只能用於返回Task和void的方法。不能用於程序的入口。
Task類的ContinueWith方法定義了任務完成後將要調用的代碼。
private static void CallerWithContinuationTask() { Task<string> t1 = GreetingAsync("鄭隆"); t1.ContinueWith(t => { string result = t.Result; Console.WriteLine(result); }); }
在一個異步方法中,可以調用不止一個異步方法。
public async static void MultipleAsyncMethods() { string s1 = await GreetingAsync("zhenglong1"); string s2 = await GreetingAsync("zhenglong2"); Console.WriteLine("Finished both methods.\n"+"Result 1:{0}\n Result 2:{1}",s1,s2); }
Task.WhenAll組合器,可以讓你等待直到兩個任務都完成。
public async static void MultipleAsyncMethodsWithCombinators1() { Task<string> t1= GreetingAsync("zhenglong1"); Task<string> t2 = GreetingAsync("zhenglong2"); await Task.WhenAll(t1,t2); Console.WriteLine("Finished both methods.\n" + "Result 1:{0}\n Result 2:{1}", t1.Result, t2.Result); }
Task的WhenAll方法是在所有傳入的任務都完成了才返回Task,而WhenAny是在其中的一個任務已完成就會返回Task。
並非.NET Freamwork的所有的類在4.5中都引入了新的異步方法。
private static Func<string, string> greetingInvoker = Greeting; static IAsyncResult BeginGreeting(string name,AsyncCallback callback,object state) { return greetingInvoker.BeginInvoke(name, callback, state); } static string EndGreeting(IAsyncResult ar) { return greetingInvoker.EndInvoke(ar); } private async static void ConvertingAsyncPattern() { string s = await Task<string>.Factory.FromAsync(BeginGreeting, EndGreeting, "zhenglong", null); Console.WriteLine(s); }
4 錯誤處理
public static async Task ThrowAfter(int ms,string message) { await Task.Delay(ms); throw new Exception(message); } public static void DontHandle() { try { ThrowAfter(200,"first"); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine(ex.Message); } }
以上代碼並不能捕獲到異常,應為在ThrowAfter拋出異常之前DontHandle已經執行完了。
異步方法異常的一個較好的處理是使用關鍵字Await,然後將其放在try中
public async static void HandleErrorOne() { try { await ThrowAfter(200, "first"); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine(ex.Message); } }
public static async void StatTwoTasks() { try { await ThrowAfter(2000,"frist"); await ThrowAfter(1000, "second"); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine(ex.Message); } }
如上代碼並不能捕獲全部的異常,原因是因為在第一個異常拋出後程序就進入了catch。解決方法
public static async void StatTwoTasksParallel() { try { Task t1 = ThrowAfter(200, "zhenglong1"); Task t2 = ThrowAfter(200, "zhenglong2"); await Task.WhenAll(t1,t2); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine(ex.Message); } }
為了得到所有的異常信息,可以將Task.WhenAll返回的結果寫到一個Task中,這個任務一直等待所有的任務完成。
public static async void ShowAggregateException() { Task taskResult = null; try { Task t1 = ThrowAfter(200, "zhenglong1"); Task t2 = ThrowAfter(200, "zhenglong2"); await(taskResult= Task.WhenAll(t1, t2)); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine(ex.Message); foreach (var item in taskResult.Exception.InnerExceptions) { Console.WriteLine(item.Message); } } }
在某種情況下,後台任務可能運行很長的時間,取消任務就非常有用了。
private CancellationTokenSource cts; public void Cancle() { if (cts != null) cts.Cancel(); }
CancellationTokenSource 類還支持在指定時間後才取消任務,CancelAfter方法在應該取消的任務後傳入一個時間值,單位是ms.
public async void CancelTwo() { cts = new CancellationTokenSource(); HttpClient hc = new HttpClient(); var s=await hc.GetAsync("Url", cts.Token); }
await Task.Run(()=> { },cts.Token);
現在用戶就可以取消運行時間長的任務了。