序
这是学习异步编程的入门篇。
涉及 C# 5.0 引入的 async/await,但在控制台输出示例时经常会采用 C# 6.0 的 $"" 来拼接字符串,相当于string.Format() 方法。
目录
一、What's 异步?
启动程序时,系统会在内存中创建一个新的进程。进程是构成运行程序资源的集合。
在进程内部,有称为线程的内核对象,它代表的是真正的执行程序。系统会在 Main 方法的第一行语句就开始线程的执行。
线程:
①默认情况,一个进程只包含一个线程,从程序的开始到执行结束;
②线程可以派生自其它线程,所以一个进程可以包含不同状态的多个线程,来执行程序的不同部分;
③一个进程中的多个线程,将共享该进程的资源;
④系统为处理器执行所规划的单元是线程,而非进程。
一般来说我们写的控制台程序都只使用了一个线程,从第一条语句按顺序执行到最后一条。但在很多的情况下,这种简单的模型会在性能或用户体验上不好。
例如:服务器要同时处理来自多个客户端程序的请求,又要等待数据库和其它设备的响应,这将严重影响性能。程序不应该将时间浪费在响应上,而要在等待的同时执行其它任务!
现在我们开始进入异步编程。在异步程序中,代码不需要按照编写时的顺序执行。这时我们需要用到 C# 5.0 引入的 async/await 来构建异步方法。
我们先看一下不用异步的示例:
1 class Program 2 { 3 //创建计时器 4 private static readonly Stopwatch Watch = new Stopwatch(); 5 6 private static void Main(string[] args) 7 { 8 //启动计时器 9 Watch.Start(); 10 11 const string url1 = "http://www.cnblogs.com/"; 12 const string url2 = "http://www.cnblogs.com/liqingwen/"; 13 14 //两次调用 CountCharacters 方法(下载某网站内容,并统计字符的个数) 15 var result1 = CountCharacters(1, url1); 16 var result2 = CountCharacters(2, url2); 17 18 //三次调用 ExtraOperation 方法(主要是通过拼接字符串达到耗时操作) 19 for (var i = 0; i < 3; i++) 20 { 21 ExtraOperation(i + 1); 22 } 23 24 //控制台输出 25 Console.WriteLine($"{url1} 的字符个数:{result1}"); 26 Console.WriteLine($"{url2} 的字符个数:{result2}"); 27 28 Console.Read(); 29 } 30 31 /// <summary> 32 /// 统计字符个数 33 /// </summary> 34 /// <param name="id"></param> 35 /// <param name="address"></param> 36 /// <returns></returns> 37 private static int CountCharacters(int id, string address) 38 { 39 var wc = new WebClient(); 40 Console.WriteLine($"开始调用 id = {id}:{Watch.ElapsedMilliseconds} ms"); 41 42 var result = wc.DownloadString(address); 43 Console.WriteLine($"调用完成 id = {id}:{Watch.ElapsedMilliseconds} ms"); 44 45 return result.Length; 46 } 47 48 /// <summary> 49 /// 额外操作 50 /// </summary> 51 /// <param name="id"></param> 52 private static void ExtraOperation(int id) 53 { 54 //这里是通过拼接字符串进行一些相对耗时的操作 55 var s = ""; 56 57 for (var i = 0; i < 6000; i++) 58 { 59 s += i; 60 } 61 62 Console.WriteLine($"id = {id} 的 ExtraOperation 方法完成:{Watch.ElapsedMilliseconds} ms"); 63 } 64 }
图1-1 运行的效果图,以毫秒(ms)为单位
【备注】一般来说,直接拼接字符串是一种比较耗性能的手段,如果对字符串拼接有性能要求的话应该使用 StringBuilder。
【注意】每次运行的结果可能不同。不管哪次调试,绝大部分时间都浪费前两次调用(CountCharacters 方法),即在等待网站的响应上。
图1-2 根据执行结果所画的时间轴
有人曾幻想着这样提高性能的方法:在调用 A 方法时,不等它执行完,直接执行 B 方法,然后等 A 方法执行完成再处理。
C# 的 async/await 就可以允许我们这么弄。
1 class Program 2 { 3 //创建计时器 4 private static readonly Stopwatch Watch = new Stopwatch(); 5 6 private static void Main(string[] args) 7 { 8 //启动计时器 9 Watch.Start(); 10 11 const string url1 = "http://www.cnblogs.com/"; 12 const string url2 = "http://www.cnblogs.com/liqingwen/"; 13 14 //两次调用 CountCharactersAsync 方法(异步下载某网站内容,并统计字符的个数) 15 Task<int> t1 = CountCharactersAsync(1, url1); 16 Task<int> t2 = CountCharactersAsync(2, url2); 17 18 //三次调用 ExtraOperation 方法(主要是通过拼接字符串达到耗时操作) 19 for (var i = 0; i < 3; i++) 20 { 21 ExtraOperation(i + 1); 22 } 23 24 //控制台输出 25 Console.WriteLine($"{url1} 的字符个数:{t1.Result}"); 26 Console.WriteLine($"{url2} 的字符个数:{t2.Result}"); 27 28 Console.Read(); 29 } 30 31 /// <summary> 32 /// 统计字符个数 33 /// </summary> 34 /// <param name="id"></param> 35 /// <param name="address"></param> 36 /// <returns></returns> 37 private static async Task<int> CountCharactersAsync(int id, string address) 38 { 39 var wc = new WebClient(); 40 Console.WriteLine($"开始调用 id = {id}:{Watch.ElapsedMilliseconds} ms"); 41 42 var result = await wc.DownloadStringTaskAsync(address); 43 Console.WriteLine($"调用完成 id = {id}:{Watch.ElapsedMilliseconds} ms"); 44 45 return result.Length; 46 } 47 48 /// <summary> 49 /// 额外操作 50 /// </summary> 51 /// <param name="id"></param> 52 private static void ExtraOperation(int id) 53 { 54 //这里是通过拼接字符串进行一些相对耗时的操作 55 var s = ""; 56 57 for (var i = 0; i < 6000; i++) 58 { 59 s += i; 60 } 61 62 Console.WriteLine($"id = {id} 的 ExtraOperation 方法完成:{Watch.ElapsedMilliseconds} ms"); 63 } 64 }
这是修改后的代码
图1-3 修改后的执行结果图
图1-4 根据加入异步后的执行结果画的时间轴。
我们观察时间轴发现,新版代码比旧版快了不少(由于网络波动的原因,很可能会出现耗时比之前长的情况)。这是由于 ExtraOperation 方法的数次调用是在 CountCharactersAsync 方法调用时等待响应的过程中进行的。所有的工作都是在主线程中完成的,没有创建新的线程。
【改动分析】只改了几个细节的地方,直接展开代码的话可能看不出来,改动如下:
图1-5
图1-6
①从 Main 方法执行到 CountCharactersAsync(1, url1) 方法时,该方法会立即返回,然后才会调用它内部的方法开始下载内容。该方法返回的是一个 Task<int> 类型的占位符对象,表示计划进行的工作。这个占位符最终会返回 int 类型的值。
②这样就可以不必等 CountCharactersAsync(1, url1) 方法执行完成就可以继续进行下一步操作。到执行 CountCharactersAsync(2, url2) 方法时,跟 ① 一样返回 Task<int> 对象。
③然后,Main 方法继续执行三次 ExtraOperation 方法,同时两次 CountCharactersAsync 方法依然在持续工作 。
④t1.Result 和 t2.Result 是指从 CountCharactersAsync 方法调用的 Task<int> 对象取结果,如果还没有结果的话,将阻塞,直有结果返回为止。
二、async/await 结构
先解析一下专业名词:
同步方法:一个程序调用某个方法,等到其执行完成之后才进行下一步操作。这也是默认的形式。
异步方法:一个程序调用某个方法,在处理完成之前就返回该方法。通过 async/await 我们就可以实现这种类型的方法。
async/await 结构可分成三部分:
(1)调用方法:该方法调用异步方法,然后在异步方法执行其任务的时候继续执行;
(2)异步方法:该方法异步执行工作,然后立刻返回到调用方法;
(3)await 表达式:用于异步方法内部,指出需要异步执行的任务。一个异步方法可以包含多个 await 表达式(不存在 await 表达式的话 IDE 会发出警告)。
现在我们来分析一下示例。
图2-1
三、What’s 异步方法
异步方法:在执行完成前立即返回调用方法,在调用方法继续执行的过程中完成任务。
语法分析:
(1)关键字:方法头使用 async 修饰。
(2)要求:包含 N(N>0) 个 await 表达式(不存在 await 表达式的话 IDE 会发出警告),表示需要异步执行的任务。
(3)返回类型:只能返回 3 种类型(void、Task 和 Task<T>)。Task 和 Task<T> 标识返回的对象会在将来完成工作,表示调用方法和异步方法可以继续执行。
(4)参数:数量不限,但不能使用 out 和 ref 关键字。
(5)命名约定:方法后缀名应以 Async 结尾。
(6)其它:匿名方法和 Lambda 表达式也可以作为异步对象;async 是一个上下文关键字;关键字 async 必须在返回类型前。
图3-1 异步方法的简单结构图
小结
1.解析了进程和线程的概念
2.异步的简单用法
3.async/await 结构体
4.异步方法语法结构
走进异步编程的世界 - 剖析异步方法(上)
序
这是上篇《走进异步编程的世界 - 开始接触 async/await 异步编程》(入门)的第二章内容,主要是与大家共同深入探讨下异步方法。
本文要求了解委托的使用。
目录
介绍异步方法
异步方法:在执行完成前立即返回调用方法,在调用方法继续执行的过程中完成任务。
语法分析:
(1)关键字:方法头使用 async 修饰。
(2)要求:包含 N(N>0) 个 await 表达式(不存在 await 表达式的话 IDE 会发出警告),表示需要异步执行的任务。【备注】感谢 czcz1024 的修正与补充:没有的话,就和普通方法一样执行了。
(3)返回类型:只能返回 3 种类型(void、Task 和 Task<T>)。Task 和 Task<T> 标识返回的对象会在将来完成工作,表示调用方法和异步方法可以继续执行。
(4)参数:数量不限。但不能使用 out 和 ref 关键字。
(5)命名约定:方法后缀名应以 Async 结尾。
(6)其它:匿名方法和 Lambda 表达式也可以作为异步对象;async 是一个上下文关键字;关键字 async 必须在返回类型前。
图1 异步方法的简单结构图
关于 async 关键字:
①在返回类型之前包含 async 关键字
②它只是标识该方法包含一个或多个 await 表达式,即,它本身不创建异步操作。
③它是上下文关键字,即可作为变量名。
现在先来简单分析一下这三种返回值类型:void、Task 和 Task<T>
(1)Task<T>:调用方法要从调用中获取一个 T 类型的值,异步方法的返回类型就必须是Task<T>。调用方法从 Task 的 Result 属性获取的就是 T 类型的值。
1 private static void Main(string[] args) 2 { 3 Task<int> t = Calculator.AddAsync(1, 2); 4 5 //一直在干活 6 7 Console.WriteLine($"result: {t.Result}"); 8 9 Console.Read(); 10 }
Program.cs
1 internal class Calculator 2 { 3 private static int Add(int n, int m) 4 { 5 return n + m; 6 } 7 8 public static async Task<int> AddAsync(int n, int m) 9 { 10 int val = await Task.Run(() => Add(n, m)); 11 12 return val; 13 } 14 }
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图2
图3
(2)Task:调用方法不需要从异步方法中取返回值,但是希望检查异步方法的状态,那么可以选择可以返回 Task 类型的对象。不过,就算异步方法中包含 return 语句,也不会返回任何东西。
1 private static void Main(string[] args) 2 { 3 Task t = Calculator.AddAsync(1, 2); 4 5 //一直在干活 6 7 t.Wait(); 8 Console.WriteLine("AddAsync 方法执行完成"); 9 10 Console.Read(); 11 }
Program.cs
1 internal class Calculator 2 { 3 private static int Add(int n, int m) 4 { 5 return n + m; 6 } 7 8 public static async Task AddAsync(int n, int m) 9 { 10 int val = await Task.Run(() => Add(n, m)); 11 Console.WriteLine($"Result: {val}"); 12 } 13 }
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图4
图5
(3)void:调用方法执行异步方法,但又不需要做进一步的交互。
1 private static void Main(string[] args) 2 { 3 Calculator.AddAsync(1, 2); 4 5 //一直在干活 6 7 Thread.Sleep(1000); //挂起1秒钟 8 Console.WriteLine("AddAsync 方法执行完成"); 9 10 Console.Read(); 11 }
Program.cs
1 internal class Calculator 2 { 3 private static int Add(int n, int m) 4 { 5 return n + m; 6 } 7 8 public static async void AddAsync(int n, int m) 9 { 10 int val = await Task.Run(() => Add(n, m)); 11 Console.WriteLine($"Result: {val}"); 12 } 13 }
Calculator.cs
图6
图7
一、控制流
异步方法的结构可拆分成三个不同的区域:
(1)表达式之前的部分:从方法头到第一个 await 表达式之间的所有代码。
(2)await 表达式:将被异步执行的代码。
(3)表达式之后的部分:await 表达式的后续部分。
图1-1
该异步方法执行流程:从await表达式之前的地方开始,同步执行到第一个 await,标识着第一部分执行结束,一般来说此时 await 工作还没完成。当await 任务完成后,该方法将继续同步执行后续部分。在执行的后续部分中,如果依然存在 await,就重复上述过程。
当到达 await 表达式时,线程将从异步方法返回到调用方法。如果异步方法的返回类型为 Task 或 Task<T>,会创建一个 Task 对象,标识需要异步完成的任务,然后将 Task 返回来调用方法。
图1-2
异步方法的控制流:
①异步执行 await 表达式的空闲任务。
②await 表达式执行完成,继续执行后续部分。如再遇到 await 表达式,按相同情况进行处理。
③到达末尾或遇到 return 语句时,根据返回类型可以分三种情况:
a.void:退出控制流。
b.Task:设置 Task 的属性并退出。
c.Task<T>:设置 Task 的属性和返回值(Result 属性)并退出。
④同时,调用方法将继续执行,从异步方法获取 Task 对象。需要值的时候,会暂停等到 Task 对象的 Result 属性被赋值才会继续执行。
【难点】
①第一次遇到 await 所返回对象的类型。这个返回类型就是同步方法头的返回类型,跟 await 表达式的返回值没有关系。
②到达异步方法的末尾或遇到 return 语句,它并没有真正的返回一个值,而是退出了该方法。
二、await 表达式
await 表达式指定了一个异步执行的任务。默认情况,该任务在当前线程异步执行。
每一个任务就是一个 awaitable 类的实例。awaitable 类型指包含 GetAwaiter() 方法的类型。
实际上,你并不需要构建自己的 awaitable,一般只需要使用 Task 类,它就是 awaitable。
最简单的方式是在方法中使用 Task.Run() 来创建一个 Task。【注意】它是在不同的线程上执行方法。
让我们一起来看看示例。
1 internal class Program 2 { 3 private static void Main(string[] args) 4 { 5 var t = Do.GetGuidAsync(); 6 t.Wait(); 7 8 Console.Read(); 9 } 10 11 12 private class Do 13 { 14 /// <summary> 15 /// 获取 Guid 16 /// </summary> 17 /// <returns></returns> 18 private static Guid GetGuid() //与Func<Guid> 兼容 19 { 20 return Guid.NewGuid(); 21 } 22 23 /// <summary> 24 /// 异步获取 Guid 25 /// </summary> 26 /// <returns></returns> 27 public static async Task GetGuidAsync() 28 { 29 var myFunc = new Func<Guid>(GetGuid); 30 var t1 = await Task.Run(myFunc); 31 32 var t2 = await Task.Run(new Func<Guid>(GetGuid)); 33 34 var t3 = await Task.Run(() => GetGuid()); 35 36 var t4 = await Task.Run(() => Guid.NewGuid()); 37 38 Console.WriteLine($"t1: {t1}"); 39 Console.WriteLine($"t2: {t2}"); 40 Console.WriteLine($"t3: {t3}"); 41 Console.WriteLine($"t4: {t4}"); 42 } 43 } 44 }
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图2-1
图2-2
上面 4 个 Task.Run() 都是采用了 Task Run(Func<TReturn> func) 形式来直接或间接调用 Guid.NewGuid()。
Task.Run() 支持 4 中不同的委托类型所表示的方法:Action、Func<TResult>、Func<Task> 和 Func<Task<TResult>>
1 internal class Program 2 { 3 private static void Main(string[] args) 4 { 5 var t = Do.GetGuidAsync(); 6 t.Wait(); 7 8 Console.Read(); 9 } 10 11 private class Do 12 { 13 public static async Task GetGuidAsync() 14 { 15 await Task.Run(() => { Console.WriteLine(Guid.NewGuid()); }); //Action 16 17 Console.WriteLine(await Task.Run(() => Guid.NewGuid())); //Func<TResult> 18 19 await Task.Run(() => Task.Run(() => { Console.WriteLine(Guid.NewGuid()); })); //Func<Task> 20 21 Console.WriteLine(await Task.Run(() => Task.Run(() => Guid.NewGuid()))); //Func<Task<TResult>> 22 } 23 } 24 }
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图2-3 Task.Run() 方法的重载
三、How 取消异步操作
CancellationToken 和 CancellationTokenSource 这两个类允许你终止执行异步方法。
(1)CancellationToken 对象包含任务是否被取消的信息;如果该对象的属性 IsCancellationRequested 为 true,任务需停止操作并返回;该对象操作是不可逆的,且只能使用(修改)一次,即该对象内的 IsCancellationRequested 属性被设置后,就不能改动。
(2)CancellationTokenSource 可创建 CancellationToken 对象,调用 CancellationTokenSource 对象的 Cancel 方法,会使该对象的 CancellationToken 属性 IsCancellationRequested 设置为 true。
【注意】调用 CancellationTokenSource 对象的 Cancel 方法,并不会执行取消操作,而是会将该对象的 CancellationToken 属性 IsCancellationRequested 设置为 true。
示例
1 internal class Program 2 { 3 private static void Main(string[] args) 4 { 5 CancellationTokenSource source = new CancellationTokenSource(); 6 CancellationToken token = source.Token; 7 8 var t = Do.ExecuteAsync(token); 9 10 //Thread.Sleep(3000); //挂起 3 秒 11 //source.Cancel(); //传达取消请求 12 13 t.Wait(token); //等待任务执行完成 14 Console.WriteLine($"{nameof(token.IsCancellationRequested)}: {token.IsCancellationRequested}"); 15 16 Console.Read(); 17 } 18 19 20 } 21 22 internal class Do 23 { 24 /// <summary> 25 /// 异步执行 26 /// </summary> 27 /// <param name="token"></param> 28 /// <returns></returns> 29 public static async Task ExecuteAsync(CancellationToken token) 30 { 31 if (token.IsCancellationRequested) 32 { 33 return; 34 } 35 36 await Task.Run(() => CircleOutput(token), token); 37 } 38 39 /// <summary> 40 /// 循环输出 41 /// </summary> 42 /// <param name="token"></param> 43 private static void CircleOutput(CancellationToken token) 44 { 45 Console.WriteLine($"{nameof(CircleOutput)} 方法开始调用:"); 46 47 const int num = 5; 48 for (var i = 0; i < num; i++) 49 { 50 if (token.IsCancellationRequested) //监控 CancellationToken 51 { 52 return; 53 } 54 55 Console.WriteLine($"{i + 1}/{num} 完成"); 56 Thread.Sleep(1000); 57 } 58 } 59 }
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图3-1
图3-2 注释两行代码
图3-3:图3-1和图3-2的执行结果(注释两行代码)
上图是不调用 Cancel() 方法的结果图,不会取消任务的执行。
下图在 3 秒后调用 Cancel() 方法取消任务的执行:
图3-4:去掉注释
图3-5:图3-1和图3-4的执行结果(去掉注释)
小结
- 介绍异步方法的语法、三种不同的返回值类型(void、Task 和 Task<T>)和控制流程等。
- 简单常用的异步执行方式:Task.Run()。【注意】它是在不同的线程上执行方法。
- 如何取消异步操作。
走进异步编程的世界 - 剖析异步方法(下)
序
感谢大家的支持,这是昨天发布《走进异步编程的世界 - 剖析异步方法(上)》的补充篇。
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一、异常处理
await 表达式也可以使用 try...catch...finally 结构。
1 internal class Program 2 { 3 private static void Main(string[] args) 4 { 5 var t = DoExceptionAsync(); 6 t.Wait(); 7 8 Console.WriteLine($"{nameof(t.Status)}: {t.Status}"); //任务状态 9 Console.WriteLine($"{nameof(t.IsCompleted)}: {t.IsCompleted}"); //任务完成状态标识 10 Console.WriteLine($"{nameof(t.IsFaulted)}: {t.IsFaulted}"); //任务是否有未处理的异常标识 11 12 Console.Read(); 13 } 14 15 /// <summary> 16 /// 异常操作 17 /// </summary> 18 /// <returns></returns> 19 private static async Task DoExceptionAsync() 20 { 21 try 22 { 23 await Task.Run(() => { throw new Exception(); }); 24 } 25 catch (Exception) 26 { 27 Console.WriteLine($"{nameof(DoExceptionAsync)} 出现异常!"); 28 } 29 } 30 }
图1-1
【分析】await 表达式位于 try 块中,按普通的方式处理异常。但是,为什么图中的状态(Status)、是否完成标识(IsCompleted)和是否失败标识(IsFaulted)分别显示:运行完成(RanToCompletion) 、已完成(True) 和 未失败(False) 呢?因为:任务没有被取消,并且异常都已经处理完成!
二、在调用方法中同步等待任务
调用方法可能在某个时间点上需要等待某个特殊的 Task 对象完成,才执行后面的代码。此时,可以采用实例方法 Wait 。
1 internal class Program 2 { 3 private static void Main(string[] args) 4 { 5 var t = CountCharactersAsync("http://www.cnblogs.com/liqingwen/"); 6 7 t.Wait(); //等待任务结束 8 Console.WriteLine($"Result is {t.Result}"); 9 10 Console.Read(); 11 } 12 13 /// <summary> 14 /// 统计字符数量 15 /// </summary> 16 /// <param name="address"></param> 17 /// <returns></returns> 18 private static async Task<int> CountCharactersAsync(string address) 19 { 20 var result = await Task.Run(() => new WebClient().DownloadStringTaskAsync(address)); 21 return result.Length; 22 } 23 }
图2-1
Wait() 适合用于单一 Task 对象,如果想操作一组对象,可采用 Task 的两个静态方法 WaitAll() 和 WaitAny() 。
1 internal class Program 2 { 3 private static int time = 0; 4 private static void Main(string[] args) 5 { 6 var t1 = GetRandomAsync(1); 7 var t2 = GetRandomAsync(2); 8 9 //IsCompleted 任务完成标识 10 Console.WriteLine($"t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}"); 11 Console.WriteLine($"t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}"); 12 13 Console.Read(); 14 } 15 16 /// <summary> 17 /// 获取一个随机数 18 /// </summary> 19 /// <param name="id"></param> 20 /// <returns></returns> 21 private static async Task<int> GetRandomAsync(int id) 22 { 23 var num = await Task.Run(() => 24 { 25 time++; 26 Thread.Sleep(time * 100); 27 return new Random().Next(); 28 }); 29 30 Console.WriteLine($"{id} 已经调用完成"); 31 return num; 32 } 33 }
图2-2 两个任务的 IsCompleted 属性都显示未完成
现在,在 Main() 方法中新增两行代码(6 和 7 两行),尝试调用 WaitAll() 方法。
1 private static void Main(string[] args) 2 { 3 var t1 = GetRandomAsync(1); 4 var t2 = GetRandomAsync(2); 5 6 Task<int>[] tasks = new Task<int>[] { t1, t2 }; 7 Task.WaitAll(tasks); //等待任务全部完成,才继续执行 8 9 //IsCompleted 任务完成标识 10 Console.WriteLine($"t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}"); 11 Console.WriteLine($"t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}"); 12 13 Console.Read(); 14 }
图2-3 两个任务的 IsCompleted 属性都显示 True
现在,再次将第 7 行改动一下,调用 WaitAny() 方法试试。
1 private static void Main(string[] args) 2 { 3 var t1 = GetRandomAsync(1); 4 var t2 = GetRandomAsync(2); 5 6 Task<int>[] tasks = new Task<int>[] { t1, t2 }; 7 Task.WaitAny(tasks); //等待任一 Task 完成,才继续执行 8 9 //IsCompleted 任务完成标识 10 Console.WriteLine($"t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}"); 11 Console.WriteLine($"t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}"); 12 13 Console.Read(); 14 }
图2-4 有一个任务的 IsCompleted 属性显示 True (完成) 就继续执行
三、在异步方法中异步等待任务
上节说的是如何使用 WaitAll() 和 WaitAny() 同步地等待 Task 完成。这次我们使用 Task.WhenAll() 和 Task.WhenAny() 在异步方法中异步等待任务。
1 internal class Program 2 { 3 private static int time = 0; 4 5 private static void Main(string[] args) 6 { 7 var t = GetRandomAsync(); 8 9 Console.WriteLine($"t.{nameof(t.IsCompleted)}: {t.IsCompleted}"); 10 Console.WriteLine($"Result: {t.Result}"); 11 12 Console.Read(); 13 } 14 15 /// <summary> 16 /// 获取一个随机数 17 /// </summary> 18 /// <param name="id"></param> 19 /// <returns></returns> 20 private static async Task<int> GetRandomAsync() 21 { 22 time++; 23 var t1 = Task.Run(() => 24 { 25 Thread.Sleep(time * 100); 26 return new Random().Next(); 27 }); 28 29 time++; 30 var t2 = Task.Run(() => 31 { 32 Thread.Sleep(time * 100); 33 return new Random().Next(); 34 }); 35 36 //异步等待集合内的 Task 都完成,才进行下一步操作 37 await Task.WhenAll(new List<Task<int>>() { t1, t2 }); 38 39 Console.WriteLine($" t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}"); 40 Console.WriteLine($" t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}"); 41 42 return t1.Result + t2.Result; 43 } 44 }
图3-1 调用 WhenAll() 方法
【注意】WhenAll() 异步等待集合内的 Task 都完成,不会占用主线程的时间。
现在,我们把 GetRandomAsync() 方法内的 WhenAll() 方法替换成 WhenAny(),并且增大一下线程挂起时间,最终改动如下:
1 private static async Task<int> GetRandomAsync() 2 { 3 time++; 4 var t1 = Task.Run(() => 5 { 6 Thread.Sleep(time * 100); 7 return new Random().Next(); 8 }); 9 10 time++; 11 var t2 = Task.Run(() => 12 { 13 Thread.Sleep(time * 500); //这里由 100 改为 500,不然看不到效果 14 return new Random().Next(); 15 }); 16 17 //异步等待集合内的 Task 都完成,才进行下一步操作 18 //await Task.WhenAll(new List<Task<int>>() { t1, t2 }); 19 await Task.WhenAny(new List<Task<int>>() { t1, t2 }); 20 21 Console.WriteLine($" t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}"); 22 Console.WriteLine($" t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}"); 23 24 return t1.Result + t2.Result; 25 }
图3-2 调用 WhenAny() 方法
四、Task.Delay() 暂停执行
Task.Delay() 方法会创建一个 Task 对象,该对象将暂停其在线程中的处理,并在一定时间之后完成。和 Thread.Sleep 不同的是,它不会阻塞线程,意味着线程可以继续处理其它工作。
1 internal class Program 2 { 3 private static void Main(string[] args) 4 { 5 Console.WriteLine($"{nameof(Main)} - start."); 6 DoAsync(); 7 Console.WriteLine($"{nameof(Main)} - end."); 8 9 Console.Read(); 10 } 11 12 private static async void DoAsync() 13 { 14 Console.WriteLine($" {nameof(DoAsync)} - start."); 15 16 await Task.Delay(500); 17 18 Console.WriteLine($" {nameof(DoAsync)} - end."); 19 } 20 }
图4-1