1、什麼是異步編程？
異步編程就是把耗時的操作放進一個單獨的線程中進行處理（該線程需要將執行進度反映到界面上）。由於耗時操作是在另外一個線程中被執行的，所以它不會堵塞主線程。主線程開啟這些單獨的線程後，還可以繼續執行其他操作（例如窗體繪制等）。
異步編程可以提高用戶體驗，避免在進行耗時操作時讓用戶看到程序“卡死”的現象。
2、異步編程模型（APM）
APM是Asynchronous Programming Mode的縮寫，即異步編程模型的意思，它允許程序用更少的線程去執行更多的操作。在.NET Framework中，要分辨某個類是否實現了異步編程模型，主要就是看該類是否實現了返回類型為IAsyncResult接口的BeginXXX方法和EndXXX方法。
由於委托類型定義了BeginInvoke和EndInvoke方法，所以委托類型都實現了異步編程模型。
2.1 Beginxxx方法--開始執行異步操作
在需要獲取文件中的內容時，我們通常會使用FileStream的同步方法Read進行讀取，該同步方法的定義為：
public override int Read(byte[] array,int offset,int count)
當使用上面的方法讀取大文件的內容時，會出現堵塞UI線程，導致在文件內容沒有讀取完成之前，用戶不能對窗體進行任何操作（包括關閉應用程序），這時窗體就會出現無法響應的情況。
為了解決這個問題，微軟早在.NET 1.0的時候就提出了異步編程模型，並為FileStream類提供了異步模式的方法實現，即BeginRead方法。該方法會異步地執行讀取操作，並返回實現了IAsyncResult接口的對象（該對象存儲這異步操作的信息）。
下面給出了BeginRead方法的定義，我們可以從中找出它與同步方法Read的區別：
public override IAsyncResult BeginRead(byte[] array,int offset,int numBytes,AsyncCallback userCallback,Object stateObject)
從以上的異步方法的定義可以看出，該異步方法的前面3個參數與同步方法Read一致，後兩個參數userCallback和StateObject則是同步方法所不具備的。userCallback表示異步操作完成後需要回調的方法，該方法必須匹配AsyncCallback委托類型；stateObject則代表傳遞給回調方法的對象，在回調方法中，可以通過查詢IAsyncResult接口的AsyncState屬性來讀取該對象。該異步方法之所以不會堵塞UI線程，是因為它在被調用後，會立即把控制權交還給調用線程（如果是UI線程調用了該方法，則就將控制權返回給UI線程），然後由另一個線程去執行文件讀取操作。
2.2 Endxxx方法--結束異步操作
每次調用Beginxxx方法後，應用程序還需調用Endxxx方法來獲取操作返回的結果。Beginxxx方法所返回的，是實現了IAsyncResult接口的對象，該對象並非相應的同步方法返回的結果。此時還需要調用Endxxx方法來結束異步操作，並向該方法傳遞Beginxxx所返回的對象。Endxxx方法返回的類型與同步方法相同，如FileStream的EndRead方法會返回一個Int32類型，代表從文件流中實際讀取的字節數。
Endxxx方法有許多中方式調用，但有一種是最常用的，即使用AsyncCallback委托來指定操作完成時要調用的方法，在回調方法中調用Endxxx方法來獲得異步操作返回的結果。
1 static void Main()
2 {
3 SynchronizationContext sc=SynchronizationContext.Current;
4 AsyncMethodCaller methodCaller=new AsyncMethodCaller(DownLoadFileAsync);
5 method.BeginInvoke(txtUrl.Text.Trim(),GetResult,null);
6 }
7 private static void GetRsult(IAsyncResult result)
8 {
9 AsyncMethodCaller caller=(AsyncMethodCaller)((AsyncResult)result).AsyncDelegate;
10 string returnstring=call.EndInvoke(result);
11 }
3、異步編程模型（EAP）
雖然前面的異步編程可以解決執行耗時操作時界面無法響應的問題，但APM也同樣存在這一些明顯的問題，如不支持對異步操作的取消以及不能提供下載進度報告等。然而對於桌面應用程序而言，進度報告和取消操作的功能是必不可少的，所以微軟在.NET 2.0 發布時又提出了一個新的異步編程模型--基於事件的異步模型，即EAP（Event-based Asynchronous Pattern）。
實現了EAP的類具有一個或多個以Async為後綴的方法，以及對應的Completed事件，並且這些類支持異步方法的取消和進度報告。在.NET類庫中，只有部分類實現了EAP，共17個。在這17個類中，開發過程中使用最多的莫過於BackgroundWorker類了。
經常使用的屬性為：
CancellationPending：用來指示應用程序是否已請求取消後台操作；
IsBusy：指示異步操作是否正在運行；
WorkReportProgress：只是BackgrounWorker能否報告進度；
WorkerSupportsCancellation：指示BackgroundWoker是否支持異步取消操作；
經常使用的方法為：
CancelAsync：請求取消異步操作；
ReportProgress：用於引發ProgressChanged事件；
RunWorkAsync：調用後開始執行異步操作；
經常使用到的3個事件為：
DoWork：調用RunWokerAsync時觸發的事件；
ProgressChanged：調用ReportProgress時觸發的事件，程序會在該事件中進行進度報告的更新；
RunWorkerCompleted：當異步操作已完成、被取消或引發異常時被觸發。
這種方法已經很少用到了，所以這裡就不詳細介紹了。
4、TAP又是什麼？
前面介紹了.NET提供的兩種異步編程模式，分別為.NET 1.0中的APM和.NET 2.0中的EAP。雖然這兩種異步編程模式可以實現多數情況下的異步編程，但是它們在MSDN文檔上都被標注為了不推薦使用的實現方式，因為在.NET 4.0中，微軟又提供了更簡單的異步編程實現方式--TAP，基於任務的異步模式。
該模式主要使用System.Threading.Tasks命名空間中的Task<T>類來實現異步編程，所以在采用TAP之前，首先要引入System.Threading.Tasks命名空間。
基於任務的異步模式（TAP，Task-based Asynchronous Pattern）只使用一個方法就能表示異步操作的開始和完成，而APM卻需要Beginxxx和Endxxx兩個方法分別表示開始和結束，EAP則要求具有以Async為後綴的方法和一個或多個事件。在基於任務的異步模式中，只需要一個以TaskAsync為後綴的方法，通過向該方法傳入CancellationToken參數，我們就可以很好地完成異步編程了。而且，還可以通過IProgress<T>接口來實現進度報告的功能。總體來說，使用TAP會減少我們的工作量，是代碼更加簡潔。
1 Task task=new Task(()=>{.......});
2 task.Start();
5、讓異步編程So easy——C# 5.0中的async和await
雖然.NET 1.0和.NET 2.0和.NET 4.0都對異步編程做了很好的支持，微軟也逐漸地使用異步編程變得簡單，但微軟覺得現有的工作還不夠，它希望使異步編程的開發過程更為簡化，所以在.NET 4.5中，微軟又提出了async和await兩個關鍵字來支持異步編程。
這也是目前.NET Framework中最簡單的異步編程實現方式，因為使用這個兩個關鍵字進行異步編程，思考方式和實現同步編程時的完全一樣。
async和await關鍵字不會讓調用方法運行在新線程中，而是將方法分割成多個片段（片段的界限出現在方法內部使用await關鍵字的位置處），並使其中一些片段可以異步運行。await關鍵字處的代碼片段是在線程池線程上運行的，而整個方法的調用確實同步的。所以，使用此方式編程不用考慮跨線程訪問UI控件的問題，從而大大降低了異步編程的出錯率。
