异步的世界大红鹰葡京会

【转】C#异步的世界【上】

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新进阶的程序员或者对async、await用得相比多,却对以前的异步了然吗少。自个儿就是此类,由此打算回想学习下异步的进化史。 

正文首假使回想async异步形式从前的异步,下篇小说再来重点解析async异步方式。

新进阶的程序员可能对async、await用得比较多,却对前边的异步了然什么少。本身就是此类,由此打算回想学习下异步的进化史。 

APM

APM 异步编程模型,Asynchronous Programming Model

早在C#1的时候就有了APM。即便不是很熟识,可是有些依然见过的。就是那个类是BeginXXX和EndXXX的情势,且BeginXXX再次回到值是IAsyncResult接口。

在正儿八经写APM示例在此之前我们先交给一段同步代码:

大红鹰葡京会 1

//1、同步方法
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{          
    Debug.WriteLine("【Debug】线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");//为了更好的演示效果,我们使用网速比较慢的外网
    request.GetResponse();//发送请求    

    Debug.WriteLine("【Debug】线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    label1.Text = "执行完毕!";
}

大红鹰葡京会 2

【表达】为了更好的演示异步效果,这里我们使用winform程序来做示范。(因为winform始终都亟需UI线程渲染界面,假设被UI线程占用则会出现“假死”状态)

【效果图】

大红鹰葡京会 3

看图得知:

  • 笔者们在推行措施的时候页面出现了“假死”,拖不动了。
  • 笔者们看来打印结果,方法调用前和调用后线程ID都是9(相当于同3个线程)

上面我们再来演示对应的异步方法:(BeginGetResponse、EndGetResponse所谓的APM异步模型)

大红鹰葡京会 4

private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    //1、APM 异步编程模型,Asynchronous Programming Model
    //C#1[基于IAsyncResult接口实现BeginXXX和EndXXX的方法]             
    Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    request.BeginGetResponse(new AsyncCallback(t =>//执行完成后的回调
    {
        var response = request.EndGetResponse(t);
        var stream = response.GetResponseStream();//获取返回数据流 

        using (StreamReader reader = new StreamReader(stream))
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            while (!reader.EndOfStream)
            {
                var content = reader.ReadLine();
                sb.Append(content);
            }
            Debug.WriteLine("【Debug】" + sb.ToString().Trim().Substring(0, 100) + "...");//只取返回内容的前100个字符 
            Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            label1.Invoke((Action)(() => { label1.Text = "执行完毕!"; }));//这里跨线程访问UI需要做处理
        }
    }), null);

    Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 
}

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【效果图】

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看图得知:

  • 启用异步方法并从未是UI界面卡死
  • 异步方法运维了此外3个ID为12的线程

地方代码执行顺序:

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面前大家说过,APM的BebinXXX必须重临IAsyncResult接口。那么接下去我们解析IAsyncResult接口:

先是我们看:

大红鹰葡京会 8

当真重返的是IAsyncResult接口。那IAsyncResult到底长的哪些样子?:

大红鹰葡京会 9

并不曾设想中的那么复杂嘛。大家是还是不是可以尝尝那贯彻那一个接口,然后呈现自身的异步方法呢?

先是定二个类MyWebRequest,然后继续IAsyncResult:(上边是宗旨的伪代码完毕)

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public class MyWebRequest : IAsyncResult
{
    public object AsyncState
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public WaitHandle AsyncWaitHandle
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public bool CompletedSynchronously
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public bool IsCompleted
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
}

大红鹰葡京会 11

那般自然是不可以用的,起码也得有个存回调函数的习性吧,下边大家有些改造下:

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下一场我们能够自定义APM异步模型了:(成对的Begin、End)

大红鹰葡京会 13

public IAsyncResult MyBeginXX(AsyncCallback callback)
{
    var asyncResult = new MyWebRequest(callback, null);
    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    new Thread(() =>  //重新启用一个线程
    {
        using (StreamReader sr = new StreamReader(request.GetResponse().GetResponseStream()))
        {
            var str = sr.ReadToEnd();
            asyncResult.SetComplete(str);//设置异步结果
        }

    }).Start();
    return asyncResult;//返回一个IAsyncResult
}

public string MyEndXX(IAsyncResult asyncResult)
{
    MyWebRequest result = asyncResult as MyWebRequest;
    return result.Result;
}

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调用如下:

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 private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
 {
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     MyBeginXX(new AsyncCallback(t =>
     {
         var result = MyEndXX(t);
         Debug.WriteLine("【Debug】" + result.Trim().Substring(0, 100) + "...");
         Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     }));
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 }

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效果图:

大红鹰葡京会 17

我们看到本人完结的功效基本上和系统提供的大概。

  • 启用异步方法并不曾是UI界面卡死
  • 异步方法运行了此外1个ID为11的线程

【总结】

私家认为APM异步形式就是启用别的贰个线程执行耗时任务,然后通过回调函数执行后续操作。

APM还能通过其余方法取得值,如:

while (!asyncResult.IsCompleted)//循环,直到异步执行完成 (轮询方式)
{
    Thread.Sleep(100);
}
var stream2 = request.EndGetResponse(asyncResult).GetResponseStream();

asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne();//阻止线程,直到异步完成 (阻塞等待)
var stream2 = request.EndGetResponse(asyncResult).GetResponseStream();

 

补给:若是是平时方法,大家也得以通过委托异步:(BeginInvoke、EndInvoke)

大红鹰葡京会 18

 public void MyAction()
 {
     var func = new Func<string, string>(t =>
     {
         Thread.Sleep(2000);
         return "name:" + t + DateTime.Now.ToString();
     });

     var asyncResult = func.BeginInvoke("张三", t =>
     {
         string str = func.EndInvoke(t);
         Debug.WriteLine(str);
     }, null); 
 }

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正文紧借使回看async异步形式在此以前的异步,下篇小说再来重点解析async异步格局。

EAP

EAP 基于事件的异步形式,伊夫nt-based Asynchronous Pattern

此情势在C#2的时候光顾。

先来看个EAP的例证:

大红鹰葡京会 20

 private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
 {            
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

     BackgroundWorker worker = new BackgroundWorker();
     worker.DoWork += new DoWorkEventHandler((s1, s2) =>
     {
         Thread.Sleep(2000);
         Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     });//注册事件来实现异步
     worker.RunWorkerAsync(this);
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 }

大红鹰葡京会 21

 

【效果图】(同样不会阻塞UI界面)

大红鹰葡京会 22

【特征】

  • 经过事件的点子注册回调函数
  • 因而 XXXAsync方法来施行异步调用

事例很不难,可是和APM形式对比,是否从未有过那么显然透明。为啥可以那样完毕?事件的注册是在干嘛?为啥执行RunWorkerAsync会触发注册的函数?

备感本身又想多了…

大家试着反编译看看源码:

大红鹰葡京会 23

 只想说,这么玩,有意思啊?

APM

APM 异步编程模型,Asynchronous Programming Model

早在C#1的时候就有了APM。纵然不是很熟习,然而有个别依旧见过的。就是那1个类是BeginXXX和EndXXX的措施,且BeginXXX重返值是IAsyncResult接口。

在正式写APM示例此前我们先交付一段同步代码

//1、同步方法
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{          
    Debug.WriteLine("【Debug】线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");//为了更好的演示效果,我们使用网速比较慢的外网
    request.GetResponse();//发送请求    

    Debug.WriteLine("【Debug】线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    label1.Text = "执行完毕!";
}

【表明】为了更好的示范异步效果,那里我们拔取winform程序来做示范。(因为winform始终都急需UI线程渲染界面,倘若被UI线程占用则会产出“假死”状态)

【效果图】

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看图得知:

  • 大家在实施措施的时候页面出现了“假死”,拖不动了。
  • 大家看出打印结果,方法调用前和调用后线程ID都是9(也等于同一个线程)

下边大家再来演示对应的异步方法:(BeginGetResponse、EndGetResponse所谓的APM异步模型)

private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    //1、APM 异步编程模型,Asynchronous Programming Model
    //C#1[基于IAsyncResult接口实现BeginXXX和EndXXX的方法]             
    Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    request.BeginGetResponse(new AsyncCallback(t =>//执行完成后的回调
    {
        var response = request.EndGetResponse(t);
        var stream = response.GetResponseStream();//获取返回数据流 

        using (StreamReader reader = new StreamReader(stream))
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            while (!reader.EndOfStream)
            {
                var content = reader.ReadLine();
                sb.Append(content);
            }
            Debug.WriteLine("【Debug】" + sb.ToString().Trim().Substring(0, 100) + "...");//只取返回内容的前100个字符 
            Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            label1.Invoke((Action)(() => { label1.Text = "执行完毕!"; }));//这里跨线程访问UI需要做处理
        }
    }), null);

    Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 
}

【效果图】

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看图得知:

  • 启用异步方法并不曾是UI界面卡死
  • 异步方法运转了其它贰个ID为12的线程

上边代码执行顺序:

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日前我们说过,APM的BebinXXX必须回到IAsyncResult接口。那么接下去大家分析IAsyncResult接口:

第叁咱们看:

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确实再次回到的是IAsyncResult接口。这IAsyncResult到底长的怎么样体统?:

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并没有想象中的那么复杂嘛。大家是不是能够尝试那贯彻那几个接口,然后突显本人的异步方法呢?

第3定三个类MyWebRequest,然后继续IAsyncResult:(上边是主导的伪代码已毕)

public class MyWebRequest : IAsyncResult
{
    public object AsyncState
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public WaitHandle AsyncWaitHandle
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public bool CompletedSynchronously
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public bool IsCompleted
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
}

诸如此类必然是无法用的,起码也得有个存回调函数的性格吧,上边大家多少改造下:

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然后大家得以自定义APM异步模型了:(成对的Begin、End)

public IAsyncResult MyBeginXX(AsyncCallback callback)
{
    var asyncResult = new MyWebRequest(callback, null);
    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    new Thread(() =>  //重新启用一个线程
    {
        using (StreamReader sr = new StreamReader(request.GetResponse().GetResponseStream()))
        {
            var str = sr.ReadToEnd();
            asyncResult.SetComplete(str);//设置异步结果
        }

    }).Start();
    return asyncResult;//返回一个IAsyncResult
}

public string MyEndXX(IAsyncResult asyncResult)
{
    MyWebRequest result = asyncResult as MyWebRequest;
    return result.Result;
}

调用如下:

 private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
 {
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     MyBeginXX(new AsyncCallback(t =>
     {
         var result = MyEndXX(t);
         Debug.WriteLine("【Debug】" + result.Trim().Substring(0, 100) + "...");
         Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     }));
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 }

效果图:

大红鹰葡京会 30

咱俩来看本人达成的职能基本上和连串提供的基本上。

  • 启用异步方法并从未是UI界面卡死
  • 异步方法运行了其余一个ID为11的线程

【总结】

私家认为APM异步方式就是启用其余二个线程执行耗时任务,然后通过回调函数执行后续操作。

APM还足以经过其余方法取得值,如:

while (!asyncResult.IsCompleted)//循环,直到异步执行完成 (轮询方式)
{
    Thread.Sleep(100);
}
var stream2 = request.EndGetResponse(asyncResult).GetResponseStream();

asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne();//阻止线程,直到异步完成 (阻塞等待)
var stream2 = request.EndGetResponse(asyncResult).GetResponseStream();

 

补给:假设是一般方法,大家也足以透过委托异步:(BeginInvoke、EndInvoke)

 public void MyAction()
 {
     var func = new Func<string, string>(t =>
     {
         Thread.Sleep(2000);
         return "name:" + t + DateTime.Now.ToString();
     });

     var asyncResult = func.BeginInvoke("张三", t =>
     {
         string str = func.EndInvoke(t);
         Debug.WriteLine(str);
     }, null); 
 }

TAP

TAP 基于职务的异步方式,Task-based Asynchronous 帕特tern

到近年来为止,我们以为下边的APM、EAP异步方式好用啊?好像没有察觉怎么难点。再细致想想…若是大家有两个异步方法要求按先后顺序执行,并且须求(在主进度)拿到全体重临值。

先是定义五个委托:

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public Func<string, string> func1()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "name:" + t;
    });
}
public Func<string, string> func2()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "age:" + t;
    });
}
public Func<string, string> func3()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "sex:" + t;
    });
}

大红鹰葡京会 32

下一场依照一定顺序执行:

大红鹰葡京会 33

public void MyAction()
{
    string str1 = string.Empty, str2 = string.Empty, str3 = string.Empty;
    IAsyncResult asyncResult1 = null, asyncResult2 = null, asyncResult3 = null;
    asyncResult1 = func1().BeginInvoke("张三", t =>
    {
        str1 = func1().EndInvoke(t);
        Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        asyncResult2 = func2().BeginInvoke("26", a =>
        {
            str2 = func2().EndInvoke(a);
            Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            asyncResult3 = func3().BeginInvoke("男", s =>
            {
                str3 = func3().EndInvoke(s);
                Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            }, null);
        }, null);
    }, null);

    asyncResult1.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    asyncResult2.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    asyncResult3.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    Debug.WriteLine(str1 + str2 + str3);
} 

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除去难看、难读一点接近也没怎么 。但是确实是这么呢?

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asyncResult2是null?
有鉴于此在成功第1个异步操作以前从未对asyncResult2进行赋值,asyncResult2执行异步等待的时候报那些。那么如此大家就不恐怕控制三个异步函数,依据一定顺序执行到位后再拿到重临值。(理论上或许有任何措施的,只是会然代码尤其复杂)

 

毋庸置疑,未来该大家的TAP登场了。

大红鹰葡京会 36

只要求调用Task类的静态方法Run,即可轻松使用异步。

得到重回值:

大红鹰葡京会 37

var task1 = Task<string>.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(1500);
    Console.WriteLine("【Debug】task1 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    return "张三";
});
//其他逻辑            
task1.Wait();
var value = task1.Result;//获取返回值
Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

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现行大家处理地点多少个异步按序执行:

大红鹰葡京会 39

Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
string str1 = string.Empty, str2 = string.Empty, str3 = string.Empty;
var task1 = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str1 = "姓名:张三,";
    Console.WriteLine("【Debug】task1 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}).ContinueWith(t =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str2 = "年龄:25,";
    Console.WriteLine("【Debug】task2 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}).ContinueWith(t =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str3 = "爱好:妹子";
    Console.WriteLine("【Debug】task3 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
});

Thread.Sleep(2500);//其他逻辑代码

task1.Wait();

Debug.WriteLine(str1 + str2 + str3);
Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

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[效果图]

大红鹰葡京会 41

大家看来,结果都收获了,且是异步按序执行的。且代码的逻辑思路相当清楚。假如你感受还不是相当大,那么您现象若是是玖拾七个异步方法须求异步按序执行呢?用APM的异步回调,那至少也得异步回调嵌套九十七次。那代码的复杂度不言而喻。

 

EAP

EAP 基于事件的异步情势,伊夫nt-based Asynchronous Pattern

此方式在C#2的时候光顾。

先来看个EAP的例证:

 private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
 {            
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

     BackgroundWorker worker = new BackgroundWorker();
     worker.DoWork += new DoWorkEventHandler((s1, s2) =>
     {
         Thread.Sleep(2000);
         Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     });//注册事件来实现异步
     worker.RunWorkerAsync(this);
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 }

 

【效果图】(同样不会阻塞UI界面)

大红鹰葡京会 42

【特征】

  • 通过事件的方式注册回调函数
  • 透过 XXXAsync方法来推行异步调用

事例很不难,不过和APM格局比较,是还是不是从未那么分明透明。为何可以那样完毕?事件的登记是在干嘛?为啥执行RunWorkerAsync会触发注册的函数?

感到温馨又想多了…

咱俩试着反编译看看源码:

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 只想说,这么玩,有意思吗?

拉开思考

  • WaitOne已毕等待的法则

  • 异步为啥会提升品质

  • 线程的行使数据和CPU的使用率有自然的联系呢

 

难题1:WaitOne已毕等待的原理

在此以前,大家先来大致的问询下三多线程信号控制AutoReset伊夫nt类。

var _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
_asyncWaitHandle.WaitOne();

此代码会在 WaitOne 的地点会直接等候下去。除非有其它贰个线程执行 AutoReset伊芙nt 的set方法。

var _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
_asyncWaitHandle.Set();
_asyncWaitHandle.WaitOne();

诸如此类,到了 WaitOne 就可以一向实施下去。没有有其余等待。

前天大家对APM 异步编程模型中的 WaitOne 等待是或不是知情了点什么啊。大家回头来兑现从前自定义异步方法的异步等待。

大红鹰葡京会 44

public class MyWebRequest : IAsyncResult
{
    //异步回调函数(委托)
    private AsyncCallback _asyncCallback;
    private AutoResetEvent _asyncWaitHandle;
    public MyWebRequest(AsyncCallback asyncCallback, object state)
    {
        _asyncCallback = asyncCallback;
        _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
    }
    //设置结果
    public void SetComplete(string result)
    {
        Result = result;
        IsCompleted = true;
        _asyncWaitHandle.Set();
        if (_asyncCallback != null)
        {
            _asyncCallback(this);
        }
    }
    //异步请求返回值
    public string Result { get; set; }
    //获取用户定义的对象,它限定或包含关于异步操作的信息。
    public object AsyncState
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
    // 获取用于等待异步操作完成的 System.Threading.WaitHandle。
    public WaitHandle AsyncWaitHandle
    {
        //get { throw new NotImplementedException(); }

        get { return _asyncWaitHandle; }
    }
    //获取一个值,该值指示异步操作是否同步完成。
    public bool CompletedSynchronously
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
    //获取一个值,该值指示异步操作是否已完成。
    public bool IsCompleted
    {
        get;
        private set;
    }
}

大红鹰葡京会 45

新民主主义革命代码就是新增的异步等待。

【执行步骤】

大红鹰葡京会 46

 

标题2:异步为啥会升级质量

诸似乎步代码:

Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法

以此代码需求20秒。

一旦是异步:

大红鹰葡京会 47

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
});
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法
task.Wait();

大红鹰葡京会 48

如此那般就假如10秒了。那样就节约了10秒。

如果是:

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
}); 
task.Wait();

异步执行中间没有耗时的代码那么这么的异步将是绝非趣味的。

或者:

大红鹰葡京会 49

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
}); 
task.Wait();
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法

大红鹰葡京会 50

把耗时义务放在异步等待后,这那样的代码也是不会有性能升高的。

还有一种状态:

万一是单核CPU举办高密集运算操作,那么异步也是不曾意义的。(因为运算是相当耗CPU,而网络请求等待不耗CPU)

 

题目3:线程的选用数据和CPU的使用率有一定的关联吗

答案是还是不是。

要么拿单核做如果。

情况1:

大红鹰葡京会 51

long num = 0;
while (true)
{
    num += new Random().Next(-100,100);
    //Thread.Sleep(100);
}

大红鹰葡京会 52

单核下,我们只运转1个线程,就可以让您CPU爆满。

大红鹰葡京会 53大红鹰葡京会 54

起步7次,八进度CPU基本满员。

情况2:

大红鹰葡京会 55

大红鹰葡京会 56

1000七个线程,而CPU的使用率竟然是0。因而,我们拿到了事先的下结论,线程的行使数据和CPU的使用率没有必然的牵连。

即使那样,可是也无法毫无节制的开启线程。因为:

  • 打开三个新的线程的进度是比较耗能源的。(不过使用线程池,来降低开启新线程所消耗的能源)
  • 多线程的切换也是索要时刻的。
  • 各类线程占用了迟早的内存保存线程上下文新闻。

 

demo:http://pan.baidu.com/s/1slOxgnF

TAP

TAP 基于职务的异步情势,Task-based Asynchronous Pattern

到近日截至,大家以为上边的APM、EAP异步方式好用吧?好像没有意识怎么难点。再细致想想…假设大家有八个异步方法须要按先后顺序执行,并且必要(在主进度)拿到全数重返值。

率先定义八个委托:

public Func<string, string> func1()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "name:" + t;
    });
}
public Func<string, string> func2()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "age:" + t;
    });
}
public Func<string, string> func3()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "sex:" + t;
    });
}

然后依照一定顺序执行:

public void MyAction()
{
    string str1 = string.Empty, str2 = string.Empty, str3 = string.Empty;
    IAsyncResult asyncResult1 = null, asyncResult2 = null, asyncResult3 = null;
    asyncResult1 = func1().BeginInvoke("张三", t =>
    {
        str1 = func1().EndInvoke(t);
        Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        asyncResult2 = func2().BeginInvoke("26", a =>
        {
            str2 = func2().EndInvoke(a);
            Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            asyncResult3 = func3().BeginInvoke("男", s =>
            {
                str3 = func3().EndInvoke(s);
                Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            }, null);
        }, null);
    }, null);

    asyncResult1.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    asyncResult2.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    asyncResult3.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    Debug.WriteLine(str1 + str2 + str3);
} 

除去难看、难读一点接近也没怎么 。但是真的是那般啊?

大红鹰葡京会 57

asyncResult2是null?
有鉴于此在做到第⑧个异步操作在此之前从没对asyncResult2举行赋值,asyncResult2执行异步等待的时候报那四个。那么这么大家就不大概控制三个异步函数,根据一定顺序执行到位后再得到重临值。(理论上照旧有其它方式的,只是会然代码特别扑朔迷离)

 

没错,以后该我们的TAP登场了。

大红鹰葡京会 58

只须求调用Task类的静态方法Run,即可轻松使用异步。

收获重临值:

var task1 = Task<string>.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(1500);
    Console.WriteLine("【Debug】task1 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    return "张三";
});
//其他逻辑            
task1.Wait();
var value = task1.Result;//获取返回值
Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

以后大家处理地点多个异步按序执行:

Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
string str1 = string.Empty, str2 = string.Empty, str3 = string.Empty;
var task1 = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str1 = "姓名:张三,";
    Console.WriteLine("【Debug】task1 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}).ContinueWith(t =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str2 = "年龄:25,";
    Console.WriteLine("【Debug】task2 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}).ContinueWith(t =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str3 = "爱好:妹子";
    Console.WriteLine("【Debug】task3 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
});

Thread.Sleep(2500);//其他逻辑代码

task1.Wait();

Debug.WriteLine(str1 + str2 + str3);
Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

[效果图]

大红鹰葡京会 59

大家见到,结果都取得了,且是异步按序执行的。且代码的逻辑思路十二分清晰。如若你感触还不是一点都不小,那么您现象一经是玖拾7个异步方法须求异步按序执行呢?用APM的异步回调,那至少也得异步回调嵌套玖拾八回。那代码的复杂度由此可见。

 

延伸思考

  • WaitOne达成等待的法则

  • 异步为啥会升高质量

  • 线程的行使数据和CPU的使用率有一定的互换吗

 

问题1:WaitOne完结等待的原理

在此从前,大家先来归纳的摸底下三十二线程信号控制AutoReset伊夫nt类。

var _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
_asyncWaitHandle.WaitOne();

此代码会在 WaitOne 的地点会直接等候下去。除非有其余四个线程执行 AutoReset伊夫nt 的set方法。

var _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
_asyncWaitHandle.Set();
_asyncWaitHandle.WaitOne();

那样,到了 WaitOne 就足以一贯实施下去。没有有其余等待。

后天大家对APM 异步编程模型中的 WaitOne 等待是或不是明亮了点什么啊。我们回头来落到实处之前自定义异步方法的异步等待。

public class MyWebRequest : IAsyncResult
{
    //异步回调函数(委托)
    private AsyncCallback _asyncCallback;
    private AutoResetEvent _asyncWaitHandle;
    public MyWebRequest(AsyncCallback asyncCallback, object state)
    {
        _asyncCallback = asyncCallback;
        _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
    }
    //设置结果
    public void SetComplete(string result)
    {
        Result = result;
        IsCompleted = true;
        _asyncWaitHandle.Set();
        if (_asyncCallback != null)
        {
            _asyncCallback(this);
        }
    }
    //异步请求返回值
    public string Result { get; set; }
    //获取用户定义的对象,它限定或包含关于异步操作的信息。
    public object AsyncState
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
    // 获取用于等待异步操作完成的 System.Threading.WaitHandle。
    public WaitHandle AsyncWaitHandle
    {
        //get { throw new NotImplementedException(); }

        get { return _asyncWaitHandle; }
    }
    //获取一个值,该值指示异步操作是否同步完成。
    public bool CompletedSynchronously
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
    //获取一个值,该值指示异步操作是否已完成。
    public bool IsCompleted
    {
        get;
        private set;
    }
}

新民主主义革命代码就是增创的异步等待。

【执行步骤】

大红鹰葡京会 60

 

问题2:异步为啥会升级性能

譬如说同步代码:

Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法

以此代码须要20秒。

比方是异步:

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
});
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法
task.Wait();

诸如此类就如果10秒了。这样就省去了10秒。

如果是:

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
}); 
task.Wait();

异步执行中间没有耗时的代码那么那样的异步将是绝非意思的。

或者:

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
}); 
task.Wait();
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法

把耗时任务放在异步等待后,那那样的代码也是不会有质量升高的。

再有一种意况:

万一是单核CPU进行高密集运算操作,那么异步也是从未意思的。(因为运算是老大耗CPU,而网络请求等待不耗CPU)

 

问题3:线程的使用数据和CPU的使用率有自然的联系呢

答案是还是不是。

可能拿单核做借使。

情况1:

long num = 0;
while (true)
{
    num += new Random().Next(-100,100);
    //Thread.Sleep(100);
}

单核下,大家只运转四个线程,就足以让您CPU爆满。

大红鹰葡京会 61大红鹰葡京会 62

启航五次,八经过CPU基本满员。

情况2:

大红鹰葡京会 63

大红鹰葡京会 64

1000多个线程,而CPU的使用率竟然是0。由此,我们获取了前头的下结论,线程的接纳数据和CPU的使用率没有必然的关联。

即便那样,不过也不可以不用节制的打开线程。因为:

  • 拉开3个新的线程的历程是比较耗财富的。(不过使用线程池,来降低开启新线程所消耗的财富)
  • 二十四线程的切换也是急需时间的。
  • 各样线程占用了必然的内存保存线程上下文音信。

 

demo:http://pan.baidu.com/s/1slOxgnF

本文已联名至索引目录:《C#基础知识巩固

对于异步编程精晓不深,文中极有只怕多处错误描述和看法。

谢谢广大园友的指正。

本着相互探究的目标,绝无想要误导我们的意味。

 

【推荐】

http://www.cnblogs.com/wisdomqq/archive/2012/03/26/2412349.html

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