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。
創建一個控制台應用程序:
Main(= = resp = client.DownloadString(
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。
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):
Main(= (HttpWebRequest)WebRequest.Create(=>= },
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):
Main( Func<, > downloadString = url =>= = downloadString.BeginInvoke(, ar => resp =
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:
button1_Click(= =+= (sender1, e1) => resp == resp.Substring( Uri(
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。
這次先看代碼:
button1_Click(= = resp= client.DownloadStringTaskAsync(= resp.Substring(
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。
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:
button1_Click(= (HttpWebRequest)WebRequest.Create(= (HttpWebResponse) Task<WebResponse>.Factory.FromAsync(req.BeginGetResponse, req.EndGetResponse,
之前一直對這塊比較模糊,今天學了總結下,關於異步編程以及多線程還有好多東西要學,也很復雜,本文也就簡單介紹到這了
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