這是學習異步編程的入門篇。
What's 異步?
async/await 結構
What’s 異步方法?
1 class Program 2 { 3 //創建計時器 4 private static readonly Stopwatch Watch = new Stopwatch(); 5 6 private static void Main(string[] args) 7 { 8 //啟動計時器 9 Watch.Start(); 10 11 const string url1 = "http://www.cnblogs.com/"; 12 const string url2 = "http://www.cnblogs.com/liqingwen/"; 13 14 //兩次調用 CountCharacters 方法(下載某網站內容,並統計字符的個數) 15 var result1 = CountCharacters(1, url1); 16 var result2 = CountCharacters(2, url2); 17 18 //三次調用 ExtraOperation 方法(主要是通過拼接字符串達到耗時操作) 19 for (var i = 0; i < 3; i++) 20 { 21 ExtraOperation(i + 1); 22 } 23 24 //控制台輸出 25 Console.WriteLine($"{url1} 的字符個數:{result1}"); 26 Console.WriteLine($"{url2} 的字符個數:{result2}"); 27 28 Console.Read(); 29 } 30 31 /// <summary> 32 /// 統計字符個數 33 /// </summary> 34 /// <param name="id"></param> 35 /// <param name="address"></param> 36 /// <returns></returns> 37 private static int CountCharacters(int id, string address) 38 { 39 var wc = new WebClient(); 40 Console.WriteLine($"開始調用 id = {id}:{Watch.ElapsedMilliseconds} ms"); 41 42 var result = wc.DownloadString(address); 43 Console.WriteLine($"調用完成 id = {id}:{Watch.ElapsedMilliseconds} ms"); 44 45 return result.Length; 46 } 47 48 /// <summary> 49 /// 額外操作 50 /// </summary> 51 /// <param name="id"></param> 52 private static void ExtraOperation(int id) 53 { 54 //這裡是通過拼接字符串進行一些相對耗時的操作 55 var s = ""; 56 57 for (var i = 0; i < 6000; i++) 58 { 59 s += i; 60 } 61 62 Console.WriteLine($"id = {id} 的 ExtraOperation 方法完成:{Watch.ElapsedMilliseconds} ms"); 63 } 64 }【注意】每次運行的結果可能不同。不管哪次調試,絕大部分時間都浪費前兩次調用(CountCharacters 方法),即在等待網站的響應上。 圖1-2 根據執行結果所畫的時間軸
有人曾幻想著這樣提高性能的方法:在調用 A 方法時,不等它執行完,直接執行 B 方法,然後等 A 方法執行完成再處理。 C# 的 async/await 就可以允許我們這麼弄。 1 class Program 2 { 3 //創建計時器 4 private static readonly Stopwatch Watch = new Stopwatch(); 5 6 private static void Main(string[] args) 7 { 8 //啟動計時器 9 Watch.Start(); 10 11 const string url1 = "http://www.cnblogs.com/"; 12 const string url2 = "http://www.cnblogs.com/liqingwen/"; 13 14 //兩次調用 CountCharactersAsync 方法(異步下載某網站內容,並統計字符的個數) 15 Task<int> t1 = CountCharactersAsync(1, url1); 16 Task<int> t2 = CountCharactersAsync(2, url2); 17 18 //三次調用 ExtraOperation 方法(主要是通過拼接字符串達到耗時操作) 19 for (var i = 0; i < 3; i++) 20 { 21 ExtraOperation(i + 1); 22 } 23 24 //控制台輸出 25 Console.WriteLine($"{url1} 的字符個數:{t1.Result}"); 26 Console.WriteLine($"{url2} 的字符個數:{t2.Result}"); 27 28 Console.Read(); 29 } 30 31 /// <summary> 32 /// 統計字符個數 33 /// </summary> 34 /// <param name="id"></param> 35 /// <param name="address"></param> 36 /// <returns></returns> 37 private static async Task<int> CountCharactersAsync(int id, string address) 38 { 39 var wc = new WebClient(); 40 Console.WriteLine($"開始調用 id = {id}:{Watch.ElapsedMilliseconds} ms"); 41 42 var result = await wc.DownloadStringTaskAsync(address); 43 Console.WriteLine($"調用完成 id = {id}:{Watch.ElapsedMilliseconds} ms"); 44 45 return result.Length; 46 } 47 48 /// <summary> 49 /// 額外操作 50 /// </summary> 51 /// <param name="id"></param> 52 private static void ExtraOperation(int id) 53 { 54 //這裡是通過拼接字符串進行一些相對耗時的操作 55 var s = ""; 56 57 for (var i = 0; i < 6000; i++) 58 { 59 s += i; 60 } 61 62 Console.WriteLine($"id = {id} 的 ExtraOperation 方法完成:{Watch.ElapsedMilliseconds} ms"); 63 } 64 } 這是修改後的代碼
圖1-3 修改後的執行結果圖
圖1-4 根據加入異步後的執行結果畫的時間軸。
我們觀察時間軸發現,新版代碼比舊版快了不少(由於網絡波動的原因,很可能會出現耗時比之前長的情況)。這是由於 ExtraOperation 方法的數次調用是在 CountCharactersAsync 方法調用時等待響應的過程中進行的。所有的工作都是在主線程中完成的,沒有創建新的線程。 【改動分析】只改了幾個細節的地方,直接展開代碼的話可能看不出來,改動如下: 圖1-6
①從 Main 方法執行到 CountCharactersAsync(1, url1) 方法時,該方法會立即返回,然後才會調用它內部的方法開始下載內容。該方法返回的是一個 Task<int> 類型的占位符對象,表示計劃進行的工作。這個占位符最終會返回 int 類型的值。
②這樣就可以不必等 CountCharactersAsync(1, url1) 方法執行完成就可以繼續進行下一步操作。到執行 CountCharactersAsync(2, url2) 方法時,跟 ① 一樣返回 Task<int> 對象。
③然後,Main 方法繼續執行三次 ExtraOperation 方法,同時兩次 CountCharactersAsync 方法依然在持續工作 。
④t1.Result 和 t2.Result 是指從 CountCharactersAsync 方法調用的 Task<int> 對象取結果,如果還沒有結果的話,將阻塞,直有結果返回為止。
1.解析了進程和線程的概念
2.異步的簡單用法
3.async/await 結構體
4.異步方法語法結構