前言 C#5.0最重要的改進，就是提供了更強大的異步編程。C#5.0僅增加兩個新的關鍵字：async和await，後面我們也會重點介紹。 使用異步編程，方法調用是在後台運行（通常在線程或任務的幫助下），並且不會阻塞調用線程。 本文將介紹3種不同模式的異步編程：異步模式，基於事件的異步模式和新增加的基於任務的異步編程模式（TAP）。TAP是利用async和await關鍵字來實現的。通過這裡的比較，將認識到新的增加的基於任務的異步模式的真正優勢。 假設情景：我們需要進行一個耗時操作（這裡使用webclient對象下載百度首頁代碼），接下來通過同步以及上面談到的3種異步模式實現。 同步調用 創建一個控制台應用程序： 復制代碼 static void Main(string[] args) { WebClient client = new WebClient(); client.Encoding = Encoding.UTF8; string resp = client.DownloadString("http://www.baidu.com"); Console.WriteLine(resp); //todo:其他操作 Console.ReadKey(); } 復制代碼 運行上述代碼，在執行DownloadString的時候，主線程會被阻塞，如果有用戶界面，那麼用戶體驗肯定不好，而DownloadString這個方法的執行速度取決於網速等原因，所以在這種情況下，使用異步調用就非常有必要了。 異步模式 實現異步模式定義BeginXXX方法和EndXXX方法。例如，如果有一個同步方法DownloadString,異步方法將轉化成2個方法BeginDownloadString和EndDownloadString。BeginXXX異步方法接受同步方法的所有輸入參數以及一個AsyncCallback參數（一個委托，在異步方法執行完調用），返回一個IAsyncResult對象，用於驗證調用是否完成，EndXXX異步方法使用同步方法的所有輸出參數，並以同步方法的返回類型來返回結果（簡單來說就是獲取異步執行方法的返回值，如果在異步執行的方法還沒結束，則阻塞主線程直到異步方法執行結束）。 WebClient並沒有異步模式的實現，但是可以用HttpWebRequest類來代替（該類有BeginGetResponse和EndGetResponse）： 復制代碼 static void Main(string[] args) { HttpWebRequest req = (HttpWebRequest)WebRequest.Create("http://www.baidu.com"); req.BeginGetResponse(ar => { HttpWebResponse resp = (HttpWebResponse)req.EndGetResponse(ar); Console.WriteLine(resp.ContentType ); //todo:其他操作 }, null); Console.WriteLine("這是主線程"); Console.ReadKey(); } 復制代碼 如果非要用WebClient來實現異步模式，則需要用委托（只給代碼不多做介紹了）： 復制代碼 static void Main(string[] args) { //定義委托實例 Func<string, string> downloadString = url => { WebClient client = new WebClient(); client.Encoding = Encoding.UTF8; return client.DownloadString(url); }; //異步執行委托 downloadString.BeginInvoke("http://www.baidu.com", ar => { string resp = downloadString.EndInvoke(ar); Console.WriteLine(resp); },null); Console.WriteLine("這是主線程"); Console.ReadKey(); } 復制代碼 異步模式的優勢是使用委托就能實現異步編程。不用改變程序的行為。也不會阻塞界面的操作。但是，使用異步模式的過程是非常復雜的（尤其在winform或wpf中涉及更新界面操作時）。幸運的是，.NET2.0推出了基於事件的異步模式，能很輕松更新界面。 基於事件的異步模式 基於事件的異步模式定義了一個帶有“Async”後綴的方法。例如：對於同步方法DownloadString，WebClient類提供一個異步變體方法DownloadStringAsync。異步方法完成後，不是定義被調用的委托，而是定義事件。當異步方法DownloadStringAsync完成後，會直接調用DownloadStringCompleted事件，實現方式和上面差不多。但這時可以直接訪問界面UI元素。 在這裡我們換一個winform項目（界面只包含一個label和一個button），點擊button更新label值： 復制代碼 private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { WebClient client = new WebClient(); client.Encoding = Encoding.UTF8; client.DownloadStringCompleted += (sender1, e1) => { string resp = e1.Result; label1.Text = resp.Substring(10); }; client.DownloadStringAsync(new Uri("http://www.baidu.com")); } 復制代碼 基於事件的異步模式的優勢在於易於使用。但是，如果在自定義類中實現這個模式，就沒那麼簡單了。方法還是有的，可以使用BackgroundWorker類來實現異步調用同步方法。BackgroundWorker類實現了基於事件的異步模式。還有，這種模式與同步方法調用相比，順序顛倒了。調用異步方法之前，需要定義這個方法完成時發生什麼。因此，下面進入異步編程的新世界，利用async和await關鍵字。 基於任務的異步模式（推薦使用） 這次先看代碼： 復制代碼 private async void button1_Click(object sender, EventArgs e) { WebClient client = new WebClient(); client.Encoding = Encoding.UTF8; string resp=await client.DownloadStringTaskAsync("http://www.baidu.com"); label1.Text = resp.Substring(10); } 復制代碼 在.NET4.5中，更新了WebClient類，提供了基於任務的異步模式。該模式定義了一個帶有“Async”後綴的方法，並返回一個Task類型。由於WebClient類已經提供了一個帶有“Async”後綴的方法，因此新方法名為DownloadStringTaskAsync。 DownloadStringTaskAsync方法聲明返回Task<string>類型。但是，不需要為DownloadStringTaskAsync方法返回的結果聲明一個Task<string>類型的變量。只要聲明一個string類型的變量，並且使用await關鍵字。await關鍵字不會阻塞完成其他任務的線程。當DownloadStringTaskAsync方法完成其後台處理後，UI線程會繼續並從後台線程中獲得結果，賦值給resp。同時，在await關鍵字的下一行代碼會繼續執行。 現在，代碼簡單多了。沒有阻塞，也不需要手工切回UI線程，這些都是自動實現的。代碼順序也和慣用的同步編程基本上一樣了。 轉換異步模式 並非.NET FrameWork的所有類在.NET 4.5中都引入了新的異步方法，有些類還是只提供了BeginXXX和EndXXX方法的異步模式，那怎麼辦？ 我們以上面用到的HttpWebResponse為例（假設它沒有新的異步方法）：Task類型的泛型參數Task<WebResponse>，定義了調用方法的返回值類型，FromAsync方法的前兩個參數是委托類型，傳入對應的BeginXXX和EndXXX，由於我們沒有輸入參數，因而也沒有輸入參數的對象狀態，所有是null，代碼如下： 復制代碼 private async void button1_Click(object sender, EventArgs e) { HttpWebRequest req = (HttpWebRequest)WebRequest.Create("http://www.baidu.com"); HttpWebResponse resp = (HttpWebResponse)await Task<WebResponse>.Factory.FromAsync(req.BeginGetResponse, req.EndGetResponse, null); }
