欧美bbbwbbbw肥妇,免费乱码人妻系列日韩,一级黄片

C#異步編程由淺入深(一)

 更新時間：2022年03月04日 10:04:47   作者：白煙染黑墨  
這篇文章主要介紹了C#異步編程由淺入深(一),本文給大家介紹的非常詳細，對大家的學習或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下

一、什么算異步？

廣義來講，兩個工作流能同時進行就算異步，例如，CPU與外設之間的工作流就是異步的。在面向服務的系統(tǒng)中，各個子系統(tǒng)之間通信一般都是異步的，例如，訂單系統(tǒng)與支付系統(tǒng)之間的通信是異步的，又如，在現(xiàn)實生活中，你去館子吃飯，工作流是這樣的，點菜->下單->做你的事->上菜->吃飯，這個也是異步的，具體來講你和廚師之間是異步的，異步是如此重要，因外它代表者高效率（兩者或兩者以上的工作可以同時進行），但復雜，同步的世界簡單，但效率極極低。

二、在編程中的異步

在編程中，除了同步和異步這兩個名詞，還多了一個阻塞和非阻塞，其中，阻塞和非阻塞是針對線程的概念，那么同步和異步是針對誰呢？其實很多情況下同步和異步并沒有具體針對某一事物，所以導致了針對同步阻塞、同步非阻塞、異步阻塞、異步非阻塞這幾個概念的模糊不清。并且也確實沒有清晰的邊界，請看以下例子：

    public static void DoWorkA()
    {
        Thread thread = new Thread(() => 
        {
            Console.WriteLine("WorkA Done!");
        });
        thread.Start();
    }

    public static void DoWordB()
        Thread thread = new Thread(() =>
            Console.WriteLine("WorkB Done!");
    static void Main(string[] args)
        DoWorkA();
        DoWordB();

假設運行該代碼的CPU是單核單線程，那么請問？DoWorkA()、DoWorkB()這兩個函數(shù)是異步的嗎？因為CPU是單核，所以根本不能同時運行兩個函數(shù)，那么從這個層次來講，他們之間其實是同步的，但是，現(xiàn)實的情況是我們一般都認為他們之間是異步的，因為我們是從代碼的執(zhí)行順序角度考慮的，而不是從CPU本身的工作流程考慮的。所以要分上下文考慮。再請看下面這個例子：

    static void Main(string[] args)
    {
        DoWorkA();
        QueryDataBaseSync();//同步查詢數(shù)據(jù)庫
        DoWorkB();
    }

從代碼的執(zhí)行順序角度考慮，這三個函數(shù)執(zhí)行就是同步的，但是，從CPU的角度來講，數(shù)據(jù)庫查詢工作（另一臺機器）和CPU計算工作是異步的，在下文中，沒有做特別申明，則都是從代碼的執(zhí)行順序角度來討論同步和異步。
再解釋一下阻塞和非阻塞以及相關的知識：

阻塞特指線程由運行狀態(tài)轉(zhuǎn)換到掛起狀態(tài)，但CPU并不會阻塞，操作系統(tǒng)會切換另一個處于就緒狀態(tài)的線程，并轉(zhuǎn)換成運行狀態(tài)。導致線程被阻塞的原因有很多，如：發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用（應用程序調(diào)用系統(tǒng)API，如果調(diào)用成功，會發(fā)生從應用態(tài)->內(nèi)核態(tài)->應用態(tài)的轉(zhuǎn)換開銷），但此時外部條件并沒有滿足，如從Socket內(nèi)核緩沖區(qū)讀數(shù)據(jù)，此時緩沖區(qū)還沒有數(shù)據(jù)，則會導致操作系統(tǒng)掛起該線程，切換到另一個處于就緒態(tài)的線程然后給CPU執(zhí)行，這是主動調(diào)用導致的，還有被動導致的，對于現(xiàn)在的分時操作系統(tǒng)，在一個線程時間片到了之后，會發(fā)生時鐘中斷信號，然后由操作系統(tǒng)預先寫好的中斷函數(shù)處理，再按一定策略（如線程優(yōu)先級）切換至另一個線程執(zhí)行，導致線程被動地從運行態(tài)轉(zhuǎn)換成掛起狀態(tài)。
非阻塞一般指函數(shù)調(diào)用不會導致執(zhí)行該函數(shù)的線程從運行態(tài)轉(zhuǎn)換成掛起狀態(tài)。

三、原始的異步編程模式之回調(diào)函數(shù)

在此之前，我們先稍微了解下圖形界面的工作原理，GUI程序大概可以用以下偽代碼表示：

While(GetMessage() != 'exit') //從線程消息隊列中獲取一個消息，線程消息隊列由系統(tǒng)維護，例如鼠標移動事件，這個事件由操作系統(tǒng)捕捉，并投遞到線程的消息隊列中。
{
    msg = TranslateMessage();//轉(zhuǎn)換消息格式
    DispatherMessage(msg);//分發(fā)消息到相應的處理函數(shù)
}

其中DispatherMessage根據(jù)不同的消息類型，調(diào)用不同的消息處理函數(shù)，例如鼠標移動消息(MouseMove)，此時消息處理函數(shù)可以根據(jù)MouseMove消息中的值，做相應的處理，例如調(diào)用繪圖相關函數(shù)畫出鼠標此刻的形狀。
一般來講，我們稱這個循環(huán)為消息循環(huán)（事件循環(huán)、EventLoop），編程模型稱為消息驅(qū)動模型（事件驅(qū)動），在UI程序中，執(zhí)行這部分代碼的線程一般只有一個線程，稱為UI線程，為什么是單線程，讀者可以去思考。
以上為背景知識?，F(xiàn)在，我們思考，假如在UI線程中執(zhí)行一個會導致UI線程被阻塞的操作，或者在UI線程執(zhí)行一個純CPU計算的工作，會發(fā)生什么樣的結(jié)果？如果執(zhí)行一個導致UI線程被阻塞的操作，那么這個消息循環(huán)就會被迫停止，導致相關的繪圖消息不能被相應的消息處理函數(shù)處理，表現(xiàn)就是UI界面“假死”，直到UI線程被喚起。如果是純CPU計算的工作，那么也會導致其他消息不能被及時處理，也會導致界面“假死”現(xiàn)象。如何處理這種情況？寫異步代碼。
我們先用控制臺程序模擬這個UI程序，后面以此為基礎。

    public static string GetMessage()
    {
        return Console.ReadLine();
    }

    public static  string TranslateMessage(string msg)
        return msg;
    public static  void DispatherMessage(string msg)
        switch (msg)
        {
            case "MOUSE_MOVE":
                {
                    OnMOUSE_MOVE(msg);
                    break;
                }
            default:
                break;
        }
    public static void OnMOUSE_MOVE(string msg)
        Console.WriteLine("開始繪制鼠標形狀");
    static void Main(string[] args)
        while(true)
            string msg = GetMessage();
            if (msg == "quit") return;
            string m = TranslateMessage(msg);
            DispatherMessage(m);

1、回調(diào)函數(shù)

上面那個例子，一但外部有消息到來，根據(jù)不同的消息類型，調(diào)用不同的處理函數(shù)，如鼠標移動時產(chǎn)生MOUSE_DOWN消息，相應的消息處理函數(shù)就開始重新繪制鼠標的形狀，這樣一但你鼠標移動，就你會發(fā)現(xiàn)屏幕上的鼠標跟著移動了。
現(xiàn)在假設我們增加一個消息處理函數(shù)，如OnMOUSE_DOWN,這個函數(shù)內(nèi)部進行了一個阻塞的操作，如發(fā)起一個HTTP請求，在HTTP請求回復到來前，該UI程序會“假死”，我們編寫異步代碼來解決這個問題。

    public static int Http()
    {
        Thread.Sleep(1000);//模擬網(wǎng)絡IO延時
        return 1;
    }
    public static void HttpAsync(Action<int> action,Action error)
    {
        //這里我們用另一個線程來實現(xiàn)異步IO，由于Http方法內(nèi)部是通過Sleep來模擬網(wǎng)絡IO延時的，這里也只能通過另一個線程來實現(xiàn)異步IO
        //但記住，多線程是實現(xiàn)異步IO的一個手段而已，它不是必須的，后面會講到如何通過一個線程來實現(xiàn)異步IO。
        Thread thread = new Thread(() => 
        {
            try
            {
                int res = Http();
                action(res);
            }
            catch
            {
                error();
            }
    
        });
        thread.Start();
    }
    public static void OnMouse_DOWN(string msg)
    {
        HttpAsync(res => 
        {
            Console.WriteLine("請求成功！");
            //使用該結(jié)果做一些工作
        }, () => 
        {
            Console.WriteLine("請求發(fā)生錯誤！");
        });
    }

此時界面不再“假死”了，我們看下代碼可讀性，感覺還行，但是，如果再在回調(diào)函數(shù)里面再發(fā)起類似的異步請求呢？（有人可能有疑問，為什么還需要發(fā)起異步請求，我發(fā)同步請求不行嗎？這都是在另一個線程里了。是的，在這個例子里是沒問題的，但真實情況是，執(zhí)行回調(diào)函數(shù)的代碼，一般都會在UI線程，因為取得結(jié)果后需要更新相關UI組件上的界面，例如文字，而更新界面的操作都是放在UI線程里的，如何把回調(diào)函數(shù)放到UI線程上執(zhí)行，這里不做討論，在.NET中，這跟同步上下文（Synchronization context）有關，后面會講到）,那么代碼會變成這樣

    public static void OnMouse_DOWN(string msg)
    {
        HttpAsync(res => 
        {
            Console.WriteLine("請求成功！");
            //使用該結(jié)果做一些工作

            HttpAsync(r1 => 
            {
                //使用該結(jié)果做一些工作

                HttpAsync(r2 => 
                {
                    //使用該結(jié)果做一些工作
                }, () => 
                {

                });
            }, () => 
            {

            });
        }, () => 
        {
            Console.WriteLine("請求發(fā)生錯誤！");
        });
    }

寫過JS的同學可能很清楚，這叫做“回調(diào)地獄”，如何解決這個問題？JS中有Promise，而C#中有Task，我們先用Task來寫這一段代碼，然后自己實現(xiàn)一個與Task功能差不多的簡單的類庫。

    public static Task<int> HttpAsync()
    {
        return Task.Run(() => 
        {
            return Http();
        });
    }

    public static void OnMouse_DOWN(string msg)
        HttpAsync()
            .ContinueWith(t => 
            {
                if(t.Status == TaskStatus.Faulted)
                {
                }else if(t.Status == TaskStatus.RanToCompletion)
                    //做一些工作
                }
            })
                if (t.Status == TaskStatus.Faulted)
                else if (t.Status == TaskStatus.RanToCompletion)
            });

是不是感覺清爽了許多？這是編寫異步代碼的第一個躍進。下篇將會介紹，如何自己實現(xiàn)一個簡單的Task。后面還會提到C#中async/await的本質(zhì)作用，async/await是怎么跟Task聯(lián)系起來的，怎么把自己寫的Task庫與async/await連結(jié)起來，以及一個線程如何實現(xiàn)異步IO。

到此這篇關于C#異步編程由淺入深(一)的文章就介紹到這了,更多相關C#異步編程內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

相關文章

最新評論