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[C#] 走進異步編程的世界,

編輯:C#入門知識

[C#] 走進異步編程的世界,


走進異步編程的世界 - 剖析異步方法(下)

 

  感謝大家的支持,這是昨天發布《走進異步編程的世界 - 剖析異步方法(上)》的補充篇。

 

目錄

  • 異常處理
  • 在調用方法中同步等待任務
  • 在異步方法中異步等待任務
  • Task.Delay() 暫停執行

  

一、異常處理

  await 表達式也可以使用 try...catch...finally 結構。

 1     internal class Program
 2     {
 3         private static void Main(string[] args)
 4         {
 5             var t = DoExceptionAsync();
 6             t.Wait();
 7 
 8             Console.WriteLine($"{nameof(t.Status)}: {t.Status}");   //任務狀態
 9             Console.WriteLine($"{nameof(t.IsCompleted)}: {t.IsCompleted}");     //任務完成狀態標識
10             Console.WriteLine($"{nameof(t.IsFaulted)}: {t.IsFaulted}");     //任務是否有未處理的異常標識
11 
12             Console.Read();
13         }
14 
15         /// <summary>
16         /// 異常操作
17         /// </summary>
18         /// <returns></returns>
19         private static async Task DoExceptionAsync()
20         {
21             try
22             {
23                 await Task.Run(() => { throw new Exception(); });
24             }
25             catch (Exception)
26             {
27                 Console.WriteLine($"{nameof(DoExceptionAsync)} 出現異常!");
28             }
29         }
30     }

圖1-1

  【分析】await 表達式位於 try 塊中,按普通的方式處理異常。但是,為什麼圖中的狀態(Status)、是否完成標識(IsCompleted)和是否失敗標識(IsFaulted)分別顯示:運行完成(RanToCompletion) 、已完成(True) 和 未失敗(False) 呢?因為:任務沒有被取消,並且異常都已經處理完成!

 

二、在調用方法中同步等待任務

  調用方法可能在某個時間點上需要等待某個特殊的 Task 對象完成,才執行後面的代碼。此時,可以采用實例方法 Wait 。

 1     internal class Program
 2     {
 3         private static void Main(string[] args)
 4         {
 5             var t = CountCharactersAsync("http://www.cnblogs.com/liqingwen/");
 6 
 7             t.Wait();   //等待任務結束
 8             Console.WriteLine($"Result is {t.Result}");
 9 
10             Console.Read();
11         }
12 
13         /// <summary>
14         /// 統計字符數量
15         /// </summary>
16         /// <param name="address"></param>
17         /// <returns></returns>
18         private static async Task<int> CountCharactersAsync(string address)
19         {
20             var result = await Task.Run(() => new WebClient().DownloadStringTaskAsync(address));
21             return result.Length;
22         }
23     }

圖2-1

 

  Wait() 適合用於單一 Task 對象,如果想操作一組對象,可采用 Task 的兩個靜態方法 WaitAll() 和 WaitAny() 。

 1     internal class Program
 2     {
 3         private static int time = 0;
 4         private static void Main(string[] args)
 5         {
 6             var t1 = GetRandomAsync(1);
 7             var t2 = GetRandomAsync(2);
 8 
 9             //IsCompleted 任務完成標識
10             Console.WriteLine($"t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}");    
11             Console.WriteLine($"t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}");
12 
13             Console.Read();
14         }
15 
16         /// <summary>
17         /// 獲取一個隨機數
18         /// </summary>
19         /// <param name="id"></param>
20         /// <returns></returns>
21         private static async Task<int> GetRandomAsync(int id)
22         {
23             var num = await Task.Run(() =>
24             {
25                 time++;
26                 Thread.Sleep(time * 100);
27                 return new Random().Next();
28             });
29 
30             Console.WriteLine($"{id} 已經調用完成");
31             return num;
32         }
33     }

圖2-2 兩個任務的 IsCompleted 屬性都顯示未完成

 

  現在,在 Main() 方法中新增兩行代碼(6 和 7 兩行),嘗試調用 WaitAll() 方法。

 1         private static void Main(string[] args)
 2         {
 3             var t1 = GetRandomAsync(1);
 4             var t2 = GetRandomAsync(2);
 5 
 6             Task<int>[] tasks = new Task<int>[] { t1, t2 };
 7             Task.WaitAll(tasks);    //等待任務全部完成,才繼續執行
 8 
 9             //IsCompleted 任務完成標識
10             Console.WriteLine($"t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}");    
11             Console.WriteLine($"t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}");
12 
13             Console.Read();
14         }

圖2-3 兩個任務的 IsCompleted 屬性都顯示 True

 

  現在,再次將第 7 行改動一下,調用 WaitAny() 方法試試。 

 1         private static void Main(string[] args)
 2         {
 3             var t1 = GetRandomAsync(1);
 4             var t2 = GetRandomAsync(2);
 5 
 6             Task<int>[] tasks = new Task<int>[] { t1, t2 };
 7             Task.WaitAny(tasks);    //等待任一 Task 完成,才繼續執行
 8 
 9             //IsCompleted 任務完成標識
10             Console.WriteLine($"t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}");    
11             Console.WriteLine($"t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}");
12 
13             Console.Read();
14         }

圖2-4 有一個任務的 IsCompleted 屬性顯示 True (完成) 就繼續執行

 

三、在異步方法中異步等待任務

  上節說的是如何使用 WaitAll() 和 WaitAny() 同步地等待 Task 完成。這次我們使用 Task.WhenAll() 和 Task.WhenAny()  在異步方法中異步等待任務。

 1     internal class Program
 2     {
 3         private static int time = 0;
 4 
 5         private static void Main(string[] args)
 6         {
 7             var t = GetRandomAsync();
 8 
 9             Console.WriteLine($"t.{nameof(t.IsCompleted)}: {t.IsCompleted}");
10             Console.WriteLine($"Result: {t.Result}");
11 
12             Console.Read();
13         }
14 
15         /// <summary>
16         /// 獲取一個隨機數
17         /// </summary>
18         /// <param name="id"></param>
19         /// <returns></returns>
20         private static async Task<int> GetRandomAsync()
21         {
22             time++;
23             var t1 = Task.Run(() =>
24             {
25                 Thread.Sleep(time * 100);
26                 return new Random().Next();
27             });
28 
29             time++;
30             var t2 = Task.Run(() =>
31             {
32                 Thread.Sleep(time * 100);
33                 return new Random().Next();
34             });
35 
36             //異步等待集合內的 Task 都完成,才進行下一步操作
37             await Task.WhenAll(new List<Task<int>>() { t1, t2 });
38 
39             Console.WriteLine($"    t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}");
40             Console.WriteLine($"    t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}");
41 
42             return t1.Result + t2.Result;
43         }
44     }

圖3-1 調用 WhenAll()  方法

  【注意】WhenAll() 異步等待集合內的 Task 都完成,不會占用主線程的時間。

 

   現在,我們把 GetRandomAsync() 方法內的 WhenAll() 方法替換成 WhenAny(),並且增大一下線程掛起時間,最終改動如下:

 1         private static async Task<int> GetRandomAsync()
 2         {
 3             time++;
 4             var t1 = Task.Run(() =>
 5             {
 6                 Thread.Sleep(time * 100);
 7                 return new Random().Next();
 8             });
 9 
10             time++;
11             var t2 = Task.Run(() =>
12             {
13                 Thread.Sleep(time * 500);   //這裡由 100 改為 500,不然看不到效果
14                 return new Random().Next();
15             });
16 
17             //異步等待集合內的 Task 都完成,才進行下一步操作
18             //await Task.WhenAll(new List<Task<int>>() { t1, t2 });
19             await Task.WhenAny(new List<Task<int>>() { t1, t2 });
20 
21             Console.WriteLine($"    t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}");
22             Console.WriteLine($"    t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}");
23 
24             return t1.Result + t2.Result;
25         }

圖3-2 調用 WhenAny() 方法

 

四、Task.Delay() 暫停執行

  Task.Delay() 方法會創建一個 Task 對象,該對象將暫停其在線程中的處理,並在一定時間之後完成。和 Thread.Sleep 不同的是,它不會阻塞線程,意味著線程可以繼續處理其它工作。

 1     internal class Program
 2     {
 3         private static void Main(string[] args)
 4         {
 5             Console.WriteLine($"{nameof(Main)} - start.");
 6             DoAsync();
 7             Console.WriteLine($"{nameof(Main)} - end.");
 8 
 9             Console.Read();
10         }
11 
12         private static async void DoAsync()
13         {
14             Console.WriteLine($"    {nameof(DoAsync)} - start.");
15 
16             await Task.Delay(500);
17 
18             Console.WriteLine($"    {nameof(DoAsync)} - end.");
19         }
20     }

圖4-1

 

傳送門

  入門:《開始接觸 async/await 異步編程》

  上篇:《走進異步編程的世界 - 剖析異步方法(上)》

 


 【原文鏈接】http://www.cnblogs.com/liqingwen/p/5866241.html

【參考】《Illustrated C# 2012》

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