C#多线程之旅(4)——APM初探

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• 一、简单的串行执行程序
•  二、使用委托来实现APM

源码地址：https://github.com/Jackson0714/Threads

C#多线程之旅(4)——APM初探

v博客前言

先交代下背景，前面几张内容主要是介绍多线程的基本知识，这一章是因为正好接触到了APM（异步编程模型），发现APM真的很强大，其中有部分知识点涉及到了委托的BeginInvoke/EndInvoke，就由衷地想写下APM相关的知识。

v写在前面

强大的异步处理模型，不得不被它折服！

v正文开始

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一、简单的串行执行程序

 我们先来看一个简单的程序：

定义了一个int Add(int num)，传入循环的次数num，返回循环相加的结果sum。

Step 1.Main方法调用Add方法，循环执行了2次，所以延时了2s，返回结果sum=1，打印 Result:1;

Step 2.Main方法循环执行了3次，延时了3s。

友情提醒：如果觉得不想阅读多彩的Console打印代码，可以选择查看下面折叠的code区域。查看简洁版

 去掉颜色打印的code简洁版

 让我们看看这个程序的运行结果：

 我们可以从结果中看到：

　　1.执行Add方法，是主线程执行Add方法；

　　2.执行Main方法，是主线程执行Main方法；

　　3.这中限时操作可以称为“计算限制的异步操作”；

　　4.Add方法中模拟耗时操作（2s）和Main方法中模拟耗时操作（3s）是串行执行的，那么我们有没有一种方法使这两种操作并行执行了？（3s中之内搞定这两个耗时操作）。答案是可以用APM。

 下面我们用APM方式来节省2s的时间。

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 二、使用委托来实现APM

2.1 预备知识

我们使用泛型委托来实现APM，那么我们需要点预备知识（对委托很熟练的同学们可以跳过预备知识）：

　　1.什么是委托？

　　2.什么是泛型委托？

　　3.为什么使用委托来实现APM？

对于这知识点1、2，可以参考我之前写的博客，在这里就不再说明了，不惧面试：委托

对于第三个知识点，是因为委托定义了两个异步方法BeginInvoke和EndInvoke。

我们可以先看看泛型委托的定义：

/// <summary>
/// 定义一个泛型委托
/// </summary>
/// <typeparam name="T">输入参数</typeparam>
/// <typeparam name="TResult">返回值</typeparam>
/// <param name="arg">输入参数</param>
/// <returns name="TResult">返回值</returns>
private delegate TResult Func<T, TResult>(T arg);

对于这个定义，C#编译器会将这行代码编译成一个类定义，它的逻辑定义如下：

public sealed class Func<T, TResult> : MulticastDelegate
{
    public Func(Object obj, IntPtr method);
    public TResult Invoke(T arg);
    public IAsyncResult BeginInvoke(T arg, AsyncCallback callback, Object obj);
    public TResult EndInvoke(IAsyncResult result);
}

定义一个委托时，会生成一个BeginInvoke和EndInvoke方法的类。

当定义下面的委托时

public delegate void myDelegate(int value);

通过反编译工具ILSpy查看结果：

BeginInvoke:

　　1.第一个参数arg为委托定义相同的参数（可以为两个参数arg，和委托的签名相同），可以传入到委托引用的方法；

　　2.倒数第二个参数callback为回调方法，当BeginInvoke方法执行完后，会立即调用回调方法，如果callback=null，则不调用回调方法；

　　3.倒数第一个参数object给EndInvoke用的。

　　4.返回值为IAsyncResult类型的接口对象（实际上是AsynResult的类型实例）。该接口对象用途

　　　　a.传递参数，它包含了对调用了BeginInvoke的委托的引用，这里是Add方法的int类型的输入参数；

　　　　b.包含了BeginInvoke()的最后一个Object类型的参数

　　　　c.它可以鉴别是哪个方法的哪一次调用，因为通过同一个委托变量可以对同一个方法调用多次。

EndInvoke：

　　1.第一个参数接收BeginInvoke返回的IAnsyResult；

　　2.返回的TResult为委托引用的方法的返回值，这里是Add方法的int类型返回值

2.2 用委托来实现APM的原理

2.3 动手写个实现了APM的Code

通过上面的流程图，相信我们对委托来实现APM有了一定的理解，再来读读code，相信能更快地理解。注释仅作参考，有问题可以回复我哦！

让我们看看结果：

 注意：

　　1.必须先将IAsyncResult转换为AsyncResult，才能获取到引用的委托,因为它没有包含在IAsyncResult接口的定义中；

　　2.Add方法的调用，AddCallback方法都是线程池线程调用的；

　　3.BeginInvoke的object参数可以为任何类型，例子中传递的是string类型的参数"I'm here!"；

　　4.主线程执行的for循环和Add方法中线程是同时进行的，交替打印结果；

　　5.当异步的Add方法没有执行完毕，调用EndInvoke，则会阻塞当前线程池线程，只有异步方法执行完毕后，才会继续执行的代码；

　　6.Add方法执行完后，会自动调用回调方法AddCallback；

　　7.在调用EndInvoke可能抛出异常，所以需要加try/catch/finally，捕获EndInvoke的可能抛出的异常。

v写在最后

因为只是刚开始接触APM相关的知识，所以本篇只是写初探的内容，后面的章节会更多地介绍这方面的内容。希望得到园友们的支持！

作　　者： Jackson0714 
出　　处：http://www.cnblogs.com/jackson0714/ 
关于作者：专注于微软平台的项目开发。如有问题或建议，请多多赐教！ 
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