异步的社会风气

【转】C#异步的社会风气【下】

 

接上篇:《C#异步的社会风气【上】

上篇重要剖析了async\await以前的有的异步方式,几日前说异步的严重性是指C#5的async\await异步。在这为了便于的抒发,我们称async\await以前的异步为“旧异步”,async\await为“新异步”。

新异步的选用

不能不说新异步的运用太轻巧(假使仅仅只是说利用)

情势加上async修饰符,然后使用await关键字推行异步方法,就可以。对正是那般简约。像使用同步方法逻辑雷同采纳异步。

 public async Task<int> Test()
 {
     var num1 = await GetNumber(1);
     var num2 = await GetNumber(num1);
     var task =  GetNumber(num2);
     //或者
     var num3 = await task;
     return num1 + num2 + num3;
 }

新异步的优势

以前已经有了二种异步形式,为啥还要引入和上学新的async\await异步呢?当然它一定是有其优异的优势。

大家分七个方面来解析:WinForm、WPF等单线程UI程序和Web后台服务程序。

对于WinForm、WPF等单线程UI程序

代码1(旧异步)

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    request.BeginGetResponse(new AsyncCallback(t =>
    {
        //(1)处理请求结果的逻辑必须写这里
        label1.Invoke((Action)(() => { label1.Text = "[旧异步]执行完毕!"; }));//(2)这里跨线程访问UI需要做处理      
    }), null);
}

代码2(同步)

private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
{
    HttpClient http = new HttpClient();
    var htmlStr = http.GetStringAsync("https://github.com/").Result;
    //(1)处理请求结果的逻辑可以写这里
    label1.Text = "[同步]执行完毕!";//(2)不在需要做跨线程UI处理了
}

代码3(新异步)

 private async void button2_Click(object sender, EventArgs e)
 {
     HttpClient http = new HttpClient();
     var htmlStr = await http.GetStringAsync("https://github.com/");
     //(1)处理请求结果的逻辑可以写这里
     label1.Text = "[新异步]执行完毕!";//(2)不在需要做跨线程UI处理了
 }

新异步的优势:

  • 从没了烦人的回调解和管理理
  • 不会像风华正茂道代码雷同堵塞UI分界面(变成假死)
  • 不在像旧异步管理后访谈UI不在供给做跨线程管理
  • 像使用同步代码相通选用异步(超清晰的逻辑)

 是的,说得再多还不及看看实效图来得实在:(新旧异步UI线程未有拥塞,同步堵塞了UI线程)

大红鹰葡京会 1

【思量】:旧的异步方式是开启了多少个新的线程去试行,不会窒碍UI线程。那点很好理解。不过,新的异步看上去和一块不一样超级小,为何也不会卡住分界面呢?

【原因】:新异步,在实行await表达式前都以使用UI线程,await表明式后会启用新的线程去推行异步,直到异步实践到位并赶回结果,然后再回到UI线程(故事使用了SynchronizationContext;k(SolutionItemsProject卡塔尔;k(TargetFrameworkMoniker-.NETFramework,Version%3Dv4.5.2卡塔尔国;k(DevLang-csharp卡塔尔国&rd=true卡塔尔(英语:State of Qatar))。所以,await是从未有过拥塞UI线程的,也就不会导致分界面包车型客车装死。

【注意】:我们在演示同步代码的时候利用了Result。然,在UI单线程程序中运用Result来使异步代码当壹头代码应用是风流洒脱件很凶险的事(起码对于不太理解新异步的同桌来讲是那般)。至于具体原因稍候再剖判(哎哎,别跑啊)。

对此Web后台服务程序

恐怕对于后台程序的震慑未有单线程程序那么直观,但其价值也是老大大的。且很几个人对新异步存在误解。

【误解】:新异步能够晋级Web程序的习性。

【正解】:异步不会升高单次乞求结果的岁月,可是足以巩固Web程序的吞吐量。

1、为何不会提高单次央浼结果的时日?

事实上我们从上边示例代码(虽然是UI程序的代码)也足以看见。

 大红鹰葡京会 2

2、为何能够加强Web程序的吞吐量?

那什么样是吞吐量呢,约等于当然只可以12个人同期做客的网址今后得以二十私有同期做客了。也正是常说的并发量。

抑或用地点的代码来分解。[代码2]
梗塞了UI线程等待央浼结果,所以UI线程被占用,而[代码3]利用了新的线程诉求,所以UI线程未有被占用,而得以世袭响应UI分界面。

那难点来了,大家的Web程序原始就是四线程的,且web线程都是跑的线程池线程(使用线程池线程是为了幸免不断成立、销毁线程所招致的能源资金财产浪费),而线程池线程可采取线程数量是必定的,就算能够安装,但它依旧会在自然范围内。如此一来,大家web线程是高尚的(物以希为贵),无法滥用。用完了,那么别的顾客须要的时候就无法管理直接503了。

那什么算是滥用呢?譬喻:文件读取、U中华VL伏乞、数据库访谈等IO央求。假若用web线程来做这一个耗费时间的IO操作那么就能够堵塞web线程,而web线程梗塞得多了web线程池线程就相当不足用了。也就高达了web程序最大访谈数。

这时大家的新异步锋芒逼人,解放了那么些原来管理IO央浼而围堵的web线程(想偷懒?没门,干活了。)。通过异步形式选取相对廉价的线程(非web线程池线程)来拍卖IO操作,这样web线程池线程就足以解放出来管理越多的伸手了。

不信?下边大家来测验下:

【测试步骤】:

1、新建多个web api项目 

2、新建叁个数量访问类,分别提供联合、异步方法(在章程逻辑履行前后读取时间、线程id、web线程池线程使用数卡塔尔(英语:State of Qatar)

public class GetDataHelper
{
    /// <summary>
    /// 同步方法获取数据
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public string GetData()
    {
        var beginInfo = GetBeginThreadInfo();
        using (HttpClient http = new HttpClient())
        {
            http.GetStringAsync("https://github.com/").Wait();//注意:这里是同步阻塞
        }
        return beginInfo + GetEndThreadInfo();
    }

    /// <summary>
    /// 异步方法获取数据
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public async Task<string> GetDataAsync()
    {
        var beginInfo = GetBeginThreadInfo();
        using (HttpClient http = new HttpClient())
        {
            await http.GetStringAsync("https://github.com/");//注意:这里是异步等待
        }
        return beginInfo + GetEndThreadInfo();
    }

    public string GetBeginThreadInfo()
    {
        int t1, t2, t3;
        ThreadPool.GetAvailableThreads(out t1, out t3);
        ThreadPool.GetMaxThreads(out t2, out t3);
        return string.Format("开始:{0:mm:ss,ffff} 线程Id:{1} Web线程数:{2}",
                                DateTime.Now,
                                Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,                                  
                                t2 - t1);
    }

    public string GetEndThreadInfo()
    {
        int t1, t2, t3;
        ThreadPool.GetAvailableThreads(out t1, out t3);
        ThreadPool.GetMaxThreads(out t2, out t3);
        return string.Format(" 结束:{0:mm:ss,ffff} 线程Id:{1} Web线程数:{2}",
                                DateTime.Now,
                                Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
                                t2 - t1);
    }
}

3、新建一个web api调整器

[HttpGet]
public async Task<string> Get(string str)
{
    GetDataHelper sqlHelper = new GetDataHelper();
    switch (str)
    {
        case "异步处理"://
            return await sqlHelper.GetDataAsync();
        case "同步处理"://
            return sqlHelper.GetData();
    }
    return "参数不正确";           
}       

4、发表web
api程序,安顿到地点iis(一块链接http://localhost:803/api/Home?str=同步处理 
异步链接http://localhost:803/api/Home?str=异步处理

5、接着上面的winform程序里面测量试验央求:(相同的时间提倡十二个乞求卡塔尔国

大红鹰葡京会 3大红鹰葡京会 4

private void button6_Click(object sender, EventArgs e)
{
    textBox1.Text = "";
    label1.Text = "";
    Task.Run(() =>
    {
        TestResultUrl("http://localhost:803/api/Home?str=同步处理");
    });
}

private void button5_Click(object sender, EventArgs e)
{
    textBox1.Text = "";
    label1.Text = "";
    Task.Run(() =>
    {
        TestResultUrl("http://localhost:803/api/Home?str=异步处理");
    });
}

public void TestResultUrl(string url)
{
    int resultEnd = 0;
    HttpClient http = new HttpClient();

    int number = 10;
    for (int i = 0; i < number; i++)
    {
        new Thread(async () =>
        {
            var resultStr = await http.GetStringAsync(url);
            label1.Invoke((Action)(() =>
            {
                textBox1.AppendText(resultStr.Replace(" ", "\r\t") + "\r\n");
                if (++resultEnd >= number)
                {
                    label1.Text = "全部执行完毕";
                }
            }));

        }).Start();
    }
}

View Code

6、重启iis,并用浏览器访谈一回要央浼的链接地址(预热)

7、启动winform程序,点击“访问同步已毕的Web”:

大红鹰葡京会 5

大红鹰葡京会 6

8、重复6,然后再次起动winform程序点击“访谈异步达成的Web”

大红鹰葡京会 7

观望那一个多少有哪些感想?

数量和我们眼下的【正解】完全合乎。细心观看,各种单次恳求用时基本上相差比异常的小。
不过步骤7″同步达成”最高投入web线程数是10,而步骤8“异步完结”最高投入web线程数是3。

约等于说“异步实现”使用更加少的web线程实现了同生机勃勃的伏乞数量,如此一来大家就有越来越多剩余的web线程去管理更多客户发起的伸手。

进而大家还发掘一齐完成需要前后的线程ID是同样的,而异步完毕上下线程ID不自然生机勃勃致。再度验证实践await异步前释放了主线程。

大红鹰葡京会,【结论】:

  • 应用新异步能够升官Web服务程序的吞吐量
  • 对于客商端的话,web服务的异步并不会增高顾客端的单次访谈速度。
  • 施行新异步前会自由web线程,而等待异步实践到位后又回去了web线程上。进而巩固web线程的利用率。

【图解】:

大红鹰葡京会 8

Result的死锁陷阱

咱俩在深入分析UI单线程程序的时候说过,要慎用异步的Result属性。上边大家来分析:

private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = GetUlrString("https://github.com/").Result;
}

public async Task<string> GetUlrString(string url)
{
    using (HttpClient http = new HttpClient())
    {
        return await http.GetStringAsync(url);
    }
}

代码 GetUlrString(“https://github.com/").Result 的Result属性会拥塞(占用卡塔尔国UI线程,而推行到GetUlrString方法的
await异步的时候又要释放UI线程。当时冲突就来了,由于线程能源的并吞以致死锁。

且Result属性和.Wait(卡塔尔(英语:State of Qatar)方法相像会卡住线程。此等难点在Web服务程序里面同样存在。(不相同:UI单次线程程序和web服务程序都会放出主线程,分裂的是Web服务线程不一定会回去原本的主线程,而UI程序一定会回到原先的UI线程)

笔者们前边说过,.net为何会这么智能的自发性释放主线程然后等待异步执行完成后又回去主线程是因为SynchronizationContext;k(SolutionItemsProject);k(TargetFrameworkMoniker-.NETFramework,Version%3Dv4.5.2);k(DevLang-csharp)&rd=true)的功劳。

但此处有个差别,那正是调节台程序里面是尚未SynchronizationContext;k(SolutionItemsProject卡塔尔国;k(TargetFrameworkMoniker-.NETFramework,Version%3Dv4.5.2卡塔尔;k(DevLang-csharp卡塔尔国&rd=true卡塔尔(英语:State of Qatar)的。所以这段代码放在调控台里面运行是未曾难题的。

static void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    GetUlrString("https://github.com/").Wait();
    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Console.ReadKey();
}

public async static Task<string> GetUlrString(string url)
{
    using (HttpClient http = new HttpClient())
    {
        Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        return await http.GetStringAsync(url);
    }
}

打字与印刷出来的都以同贰个线程ID

选取AsyncHelper在同步代码里面调用异步

但唯独,可可是,我们亟须在合作方法里面试行异步怎办?办法确定是风流浪漫对

作者们第一定义一个AsyncHelper静态类:

static class AsyncHelper
{
    private static readonly TaskFactory _myTaskFactory = new TaskFactory(CancellationToken.None,
        TaskCreationOptions.None, TaskContinuationOptions.None, TaskScheduler.Default);

    public static TResult RunSync<TResult>(Func<Task<TResult>> func)
    {
        return _myTaskFactory.StartNew(func).Unwrap().GetAwaiter().GetResult();
    }

    public static void RunSync(Func<Task> func)
    {
        _myTaskFactory.StartNew(func).Unwrap().GetAwaiter().GetResult();
    }
}

下一场调用异步:

private void button7_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = AsyncHelper.RunSync(() => GetUlrString("https://github.com/"));
}

那般就不会死锁了。

ConfigureAwait

除开AsyncHelper大家还足以动用Task的ConfigureAwait方法来防止死锁

private void button7_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = GetUlrString("https://github.com/").Result;
}

public async Task<string> GetUlrString(string url)
{
    using (HttpClient http = new HttpClient())
    {
        return await http.GetStringAsync(url).ConfigureAwait(false);
    }
}

ConfigureAwait的效率:使近来async方法的await后续操作没有必要还原到主线程(无需保存线程上下文)。

大红鹰葡京会 9

可怜管理

关于新异步里面抛出特别的正确姿势。大家先来看上边意气风发段代码:

private async void button8_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Task<string> task = GetUlrStringErr(null);
    Thread.Sleep(1000);//一段逻辑。。。。
    textBox1.Text = await task;
}

public async Task<string> GetUlrStringErr(string url)
{
    if (string.IsNullOrWhiteSpace(url))
    {
        throw new Exception("url不能为空");
    }
    using (HttpClient http = new HttpClient())
    {
        return await http.GetStringAsync(url);
    }
}

调养执行实行流程:

大红鹰葡京会 10

在推行完118行的时候居然从未把非常抛出来?那不是逆天了呢。非得在等候await实施的时候才报错,明显119行的逻辑实行是从未什么样含义的。让大家把特别提前抛出:

大红鹰葡京会 11

领到五个格局来做表达,那样就能够即时的抛出非常了。有相恋的人会说这么的太坑爹了啊,三个证实还必得其余写个办法。接下来大家提供八个从未那样坑爹的章程:

大红鹰葡京会 12

在异步函数里面用无名氏异步函数实行打包,相近能够达成即时验证。

感觉也不如前种办法相当多少…只是能如何是好呢。

异步的达成

地方简单深入分析了新异步技巧和质量。接下来让大家继续揭秘异步的庐山面目目,神秘的胸罩上边毕竟是怎么贯彻的。

率先大家编辑二个用来反编写翻译的事必躬亲:

class MyAsyncTest
{
    public async Task<string> GetUrlStringAsync(HttpClient http, string url, int time)
    {
        await Task.Delay(time);
        return await http.GetStringAsync(url);
    }
}

反编写翻译代码:

点击看大图

为了有帮忙阅读,大家把编写翻译器自动命名的类型重命名。

 GetUrlStringAsync 方法成为了那般姿首:

public Task<string> GetUrlStringAsync(HttpClient http, string url, int time)
{
    GetUrlStringAsyncdStateMachine stateMachine = new GetUrlStringAsyncdStateMachine()
    {
        _this = this,
        http = http,
        url = url,
        time = time,
        _builder = AsyncTaskMethodBuilder<string>.Create(),
        _state = -1
    };
    stateMachine._builder.Start(ref stateMachine);
    return stateMachine._builder.Task;
}

方法签字完全生龙活虎致,只是此中的剧情造成了一个意况机 GetUrlStringAsyncdStateMachine
 的调用。此状态机正是编写翻译器自动创设的。上面来寻访神秘的状态机是何许鬼:

private sealed class GetUrlStringAsyncdStateMachine : IAsyncStateMachine
{
    public int _state;
    public MyAsyncTest _this;
    private string _str1;
    public AsyncTaskMethodBuilder<string> _builder;
    private TaskAwaiter taskAwaiter1;
    private TaskAwaiter<string> taskAwaiter2;

    //异步方法的三个形参都到这里来了
    public HttpClient http;
    public int time;
    public string url;

    private void MoveNext()
    {
        string str;
        int num = this._state;
        try
        {
            TaskAwaiter awaiter;
            MyAsyncTest.GetUrlStringAsyncdStateMachine d__;
            string str2;
            switch (num)
            {
                case 0:
                    break;

                case 1:
                    goto Label_00CD;

                default:
                    //这里是异步方法 await Task.Delay(time);的具体实现
                    awaiter = Task.Delay(this.time).GetAwaiter();
                    if (awaiter.IsCompleted)
                    {
                        goto Label_0077;
                    }
                    this._state = num = 0;
                    this.taskAwaiter1 = awaiter;
                    d__ = this;
                    this._builder.AwaitUnsafeOnCompleted<TaskAwaiter, MyAsyncTest.GetUrlStringAsyncdStateMachine>(ref awaiter, ref d__);
                    return;
            }
            awaiter = this.taskAwaiter1;
            this.taskAwaiter1 = new TaskAwaiter();
            this._state = num = -1;
        Label_0077:
            awaiter.GetResult();
            awaiter = new TaskAwaiter();
            //这里是异步方法await http.GetStringAsync(url);的具体实现
            TaskAwaiter<string> awaiter2 = this.http.GetStringAsync(this.url).GetAwaiter();
            if (awaiter2.IsCompleted)
            {
                goto Label_00EA;
            }
            this._state = num = 1;
            this.taskAwaiter2 = awaiter2;
            d__ = this;
            this._builder.AwaitUnsafeOnCompleted<TaskAwaiter<string>, MyAsyncTest.GetUrlStringAsyncdStateMachine>(ref awaiter2, ref d__);
            return;
        Label_00CD:
            awaiter2 = this.taskAwaiter2;
            this.taskAwaiter2 = new TaskAwaiter<string>();
            this._state = num = -1;
        Label_00EA:
            str2 = awaiter2.GetResult();
            awaiter2 = new TaskAwaiter<string>();
            this._str1 = str2;
            str = this._str1;
        }
        catch (Exception exception)
        {
            this._state = -2;
            this._builder.SetException(exception);
            return;
        }
        this._state = -2;
        this._builder.SetResult(str);
    }

    [DebuggerHidden]
    private void SetStateMachine(IAsyncStateMachine stateMachine)
    {
    }

}

明朗多少个异步等待实施的时候即使在持续调用状态机中的MoveNext(卡塔尔国方法。经历来至大家事情发生早前剖判过的IEumerable,但是后天的这么些显著复杂度要超越以前的不胜。估量是这么,大家依旧来验证下实际:

在伊始方法 GetUrlStringAsync 第2回运行状态机 stateMachine._builder.Start(ref stateMachine); 

大红鹰葡京会 13

 确实是调用了 MoveNext 。因为_state的伊始值是-1,所以实行到了上面包车型大巴职责:

大红鹰葡京会 14

绕了生龙活虎圈又重回了 MoveNext 。由此,大家得以现象成多个异步调用就是在不断施行MoveNext直到停止。

说了这么久有如何看头啊,如同忘记了我们的指标是要透过事情未发生前编写的测验代码来解析异步的推行逻辑的。

双重贴出此前的测验代码,以防忘记了。

大红鹰葡京会 15

反编写翻译后代码实践逻辑图:

大红鹰葡京会 16

不容争辩这只是或者不小的试行流程,但也会有 awaiter.Iscompleted 为 true 的场馆。其余恐怕的留着我们自个儿去探讨吧。 

 

正文已同步至索引目录:《C#根底知识增强

本文demo:https://github.com/zhaopeiym/BlogDemoCode

 

【推荐】

http://www.cnblogs.com/wisdomqq/archive/2012/03/29/2417723.html

 

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