C#多線程系列之a(chǎn)sync和await用法詳解
async和await
async
微軟文檔：使用 async 修飾符可將方法、lambda 表達(dá)式或匿名方法指定為異步。
使用 async 修飾的方法，稱為異步方法。
例如：
為了命名規(guī)范，使用 async 修飾的方法，需要在方法名稱后面加上 Async 。
public async Task<int> TestAsync()
{
// . . . .
}Lambda ：
static void Main()
{
Thread thread = new Thread(async () =>
{
await Task.Delay(0);
});
}
public static async Task<int> TestAsync() => 666;await
微軟文檔：await 運(yùn)算符暫停對(duì)其所屬的 async 方法的求值，直到其操作數(shù)表示的異步操作完成。
異步操作完成后，await 運(yùn)算符將返回操作的結(jié)果（如果有）。
好的，到此為止，async 和 await ，在官方文檔中的說(shuō)明，就這么多。
從以往知識(shí)推導(dǎo)
這里，你會(huì)跟筆者從以往文章中學(xué)習(xí)到的知識(shí)，去推導(dǎo)，去理解 async 和 await 這兩個(gè)關(guān)鍵字是如何使用的，又應(yīng)該怎么合理使用。
這里我們不參考文檔和書籍的資料，不要看文檔和書籍中的示例，我們要一步步來(lái)從任務(wù)(Task)中的同步異步開(kāi)始，慢慢摸索。去分析 async 和 await 兩個(gè)關(guān)鍵字給我們的異步編程帶來(lái)了什么樣的便利。
創(chuàng)建異步任務(wù)
場(chǎng)景：周六日放假了，可以打王者(一種游戲)，但是昨天的衣服還沒(méi)有洗；于是用洗衣機(jī)洗衣服，清洗期間，開(kāi)一局王者(一種游戲)。
我們可以編寫一個(gè)方法如下：
static void Main()
{
Console.WriteLine("準(zhǔn)備洗衣服");
// 創(chuàng)建一個(gè)洗衣服的任務(wù)
Task<int> task = new Task<int>(() =>
{
// 模擬洗衣服的時(shí)間
int time = new Random().Next(2, 6);
Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(time));
return time;
});
Console.WriteLine("開(kāi)始洗衣服");
// 讓洗衣機(jī)洗衣服
task.Start();
Console.WriteLine("我去打王者，讓洗衣機(jī)洗衣服");
// 打王者
Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(4));
Console.WriteLine("打完王者了，衣服洗完了嘛？");
Console.WriteLine(task.IsCompleted);
if (task.IsCompleted)
Console.WriteLine("洗衣服花的時(shí)間：" + task.Result);
else
{
Console.WriteLine("在等洗衣機(jī)洗完衣服");
task.Wait();
Console.WriteLine("洗衣服花的時(shí)間：" + task.Result);
}
Console.WriteLine("洗完了，撈出衣服，曬衣服，繼續(xù)打王者去");
}創(chuàng)建異步任務(wù)并返回Task
上面的示例，雖然說(shuō)，異步完成了一個(gè)任務(wù)，但是這樣，將代碼都放到 Main ，可讀性十分差，還要其它什么規(guī)范之類的，不允許我們寫這樣的垃圾代碼。于是我們將洗衣服這個(gè)任務(wù)，封裝到一個(gè)方法中，然后返回 Task 即可。
在 Program 類中，加入如下一個(gè)方法，這個(gè)方法用于執(zhí)行異步任務(wù)，并且返回 Task 對(duì)象。
/// <summary>
/// 執(zhí)行一個(gè)任務(wù)
/// </summary>
/// <returns></returns>
public static Task<int> TestAsync()
{
Task<int> task = new Task<int>(() =>
{
// 模擬洗衣服的時(shí)間
int time = new Random().Next(2, 6);
Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(time));
return time;
});
task.Start();
return task;
}Main 方法中，改成
static void Main()
{
Console.WriteLine("準(zhǔn)備洗衣服");
// 創(chuàng)建一個(gè)洗衣服的任務(wù)
Task<int> task = TestAsync();
... ...但是，兩者差別還是不大。
異步改同步
我們創(chuàng)建了異步方法，去執(zhí)行一個(gè)洗衣服的任務(wù)；當(dāng)打完游戲后，需要檢查任務(wù)是否完成，然后才能進(jìn)行下一步操作，這時(shí)候就出現(xiàn)了 同步。為了保持同步和獲得執(zhí)行結(jié)果，我們使用了 .Wait() 、.Result 。
這里我們嘗試將上面的操作轉(zhuǎn)為同步，并且獲得執(zhí)行結(jié)果。
class Program
{
static void Main()
{
int time = Test();
// ... ...
}
/// <summary>
/// 執(zhí)行一個(gè)任務(wù)
/// </summary>
/// <returns></returns>
public static int Test()
{
Task<int> task = new Task<int>(() =>
{
// 模擬洗衣服的時(shí)間
int time = new Random().Next(2, 6);
Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(time));
return time;
});
task.Start();
return task.Result;
}
}說(shuō)說(shuō) await Task
Task 和 Task<TResult> ，前者是一個(gè)沒(méi)有返回結(jié)果的任務(wù)，后者是有返回結(jié)果的任務(wù)。前面的文章中已經(jīng)使用過(guò)大量的示例，這里我們使用 await ，去完成一些完全相同的功能。
Task：
public static void T1()
{
Task task = new Task(() => { });
task.Wait();
} public static async void T2()
{
Task task = new Task(() => { });
await task;
}說(shuō)明，await 可以讓程序等待任務(wù)完成。
Task<TResult>：
public void T3()
{
// 獲取 Task 任務(wù)對(duì)象，后面的邏輯過(guò)程可以弄成異步
Task<int> task = TestAsync();
// 任務(wù)是異步在執(zhí)行，我不理會(huì)他
// 這里可以處理其它事情，處理完畢后，再獲取執(zhí)行結(jié)果
// 這就是異步
Console.WriteLine(task.Result);
} public async void T4()
{
// 使用 await 關(guān)鍵字，代表等待執(zhí)行完成，同步
int time = await TestAsync();
Console.WriteLine(time);
}說(shuō)明：await 可以讓程序等待任務(wù)執(zhí)行完成，并且獲得執(zhí)行結(jié)果。
看到?jīng)]有。。。await 關(guān)鍵字，作用是讓你等，是同步的，壓根不是直接讓你的任務(wù)變成異步后臺(tái)執(zhí)行的。
那為啥提到 async 、await，都是說(shuō)跟異步有關(guān)？不急，后面解釋。
說(shuō)說(shuō) async Task<TResult>
async Task<TResult> 修飾一個(gè)方法，那么這個(gè)方法要返回 await Task<TResult> 的結(jié)果。
兩種同步方式示例對(duì)比：
public static int Test()
{
Task<int> task = new Task<int>(() =>
{
// 模擬洗衣服的時(shí)間
int time = new Random().Next(2, 6);
Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(time));
return time;
});
task.Start();
return task.Result;
} public static async Task<int> TestAsync()
{
Task<int> task = new Task<int>(() =>
{
// 模擬洗衣服的時(shí)間
int time = new Random().Next(2, 6);
Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(time));
return time;
});
task.Start();
int time = await task;
return time;
}同步異步？
問(wèn)：async 和 await 不是跟異步方法有關(guān)嘛，為啥前面的示例使用了 await ，全部變成同步了？
問(wèn)：使用 async 和 await 的方法，執(zhí)行過(guò)程到底是同步還是異步？
答：同步異步都行，要同步還是異步，全掌握在你的手上。
- 你使用 await 去調(diào)用一個(gè)異步方法，其執(zhí)行過(guò)程就是同步。
- 你獲取異步方法返回的 Task，就是異步。
最近筆者收到一些提問(wèn)，有些讀者，使用 async 和 await 去編寫業(yè)務(wù)，想著是異步，可以提升性能，實(shí)際結(jié)果還是同步，性能一點(diǎn)沒(méi)有提升。通過(guò)下面的示例，你會(huì)馬上理解應(yīng)該怎么用。
首先，在不使用 async 和 await 關(guān)鍵字的情況下，我們來(lái)編寫兩個(gè)方法，分別實(shí)現(xiàn)同步和異步的功能，兩個(gè)方法執(zhí)行的結(jié)果是一致的。
/// <summary>
/// 同步
/// </summary>
/// <returns></returns>
public static int Test()
{
Task<int> task = new Task<int>(() =>
{
return 666;
});
task.Start();
return task.Result;
}
/// <summary>
/// 異步
/// </summary>
/// <returns></returns>
public static Task<int> TestAsync()
{
Task<int> task = new Task<int>(() =>
{
return 666;
});
task.Start();
return task;
}能不能將兩個(gè)方法合并在一起呢？想同步就同步，想異步就異步，這樣就不需要寫兩個(gè)方法了！
是可以的！通過(guò) async 和 await 關(guān)鍵字，可以輕松實(shí)現(xiàn)！
合并后，代碼如下：
/// <summary>
/// 可異步可同步
/// </summary>
/// <returns></returns>
public static async Task<int> TestAsync()
{
Task<int> task = new Task<int>(() =>
{
return 666;
});
task.Start();
return await task;
}合并后，我們又應(yīng)該怎么在調(diào)用的時(shí)候，實(shí)現(xiàn)同步和異步呢？
筆者這里給出兩個(gè)示例：
// await 使得任務(wù)同步
public async void T1()
{
// 使用 await 關(guān)鍵字，代表等待執(zhí)行完成，同步
int time = await TestAsync();
Console.WriteLine(time);
}
// 直接獲得返回的 Task，實(shí)現(xiàn)異步
public void T2()
{
// 獲取 Task 任務(wù)對(duì)象，后面的邏輯過(guò)程可以弄成異步
Task<int> task = TestAsync();
// 任務(wù)是異步在執(zhí)行，我不理會(huì)他
// 這里可以處理其它事情，處理完畢后，再獲取執(zhí)行結(jié)果
// 這就是異步
Console.WriteLine(task.Result);
}至此，理解為什么使用了 async 和 await，執(zhí)行時(shí)還是同步了吧？
Task封裝異步任務(wù)
前面，我們都是使用了 new Task() 來(lái)創(chuàng)建任務(wù)，而且微軟官網(wǎng)大多使用 Task.Run() 來(lái)編寫 async 和 await 的示例。
因此，我們可以修改前面的異步任務(wù)，改成：
/// <summary>
/// 可異步可同步
/// </summary>
/// <returns></returns>
public static async Task<int> TestAsync()
{
return await Task.Run<int>(() =>
{
return 666;
});
}關(guān)于跳到 await 變異步
在百度學(xué)習(xí)異步的時(shí)候，往往會(huì)有作者說(shuō)，進(jìn)入異步方法后，同步執(zhí)行代碼，碰到 await 后就是異步執(zhí)行。
當(dāng)然還有多種說(shuō)法。
我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了這么多的任務(wù)(Task)知識(shí)，這一點(diǎn)十分容易解釋。
因?yàn)槭褂昧?async 和 await 關(guān)鍵字，代碼最深處，必定會(huì)出現(xiàn) Task 這個(gè)東西，Task 這個(gè)東西本來(lái)就是異步。碰到 await 出現(xiàn)異步，不是因?yàn)?await 的作用，而是因?yàn)樽畹讓佑袀€(gè) Task。
為什么出現(xiàn)一層層的 await
這是相對(duì)于提供服務(wù)者來(lái)說(shuō)。因?yàn)槲乙峁┙涌诮o你使用，因此底層出現(xiàn) async、await 后，我會(huì)繼續(xù)保留方法是異步的(async)，然后繼續(xù)封裝，這樣就有多層的調(diào)用結(jié)構(gòu)，例如上一小節(jié)的圖。
但是如果來(lái)到了調(diào)用者這里，就不應(yīng)該還是使用 async 、await 去編寫方法，而是應(yīng)該按照實(shí)際情況同步或異步。
到此這篇關(guān)于C#多線程系列之a(chǎn)sync和await用法詳解的文章就介紹到這了。希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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