C#异步简介

 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。

序言

启动程序之后，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。

为什么要使用异步编程

提高程序的性能，相应多端请求或者提高响应速度，采用异步编程。在异步的程序中，代码不需要按照编写是的顺序执行。需要用到5.0引入的 async/await 来构建异步方法。

不用异步和使用异步的比较

未使用异步运行结果 使用异步运行结果

技巧类提示： 直接拼接字符串是一种比较消耗性能的手段，如果对字符串连接有性能要求的话应该使用StringBuilder方法。

代码解释

OldTest.async.await代码：

private static readonly Stopwatch stopwatch = new Stopwatch(); static void Main(string[] args) { stopwatch.Start(); const string strTest1 = "https://www.csdn.net/"; const string strTest2 = "https://blog.csdn.net/qq_36981814"; var strCountResult1 = CountChars(1, strTest1); var strCountResult2 = CountChars(2, strTest2); for (int i = 0; i < 3; i++) { ExtraOperation(i + 1); } Debug.WriteLine($"{strTest1} 的字符个数：{strCountResult1}"); Debug.WriteLine($"{strTest2} 的字符个数：{strCountResult2}"); } private static void ExtraOperation(int id) { var s = ""; for (var i = 0; i < 6000; i++) { s += i; } Debug.WriteLine($"id={id}的 ExtraOperation 方法完成：{stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms"); } private static int CountChars(int id, string address) { var wc = new WebClient(); Debug.WriteLine($"开始调用 id = {id}：{stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms"); var result = wc.DownloadString(address); Debug.WriteLine($"调用完成 id = {id}：{stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms"); return result.Length; }

NewTest.async.await代码：

private static readonly Stopwatch stopwatch = new Stopwatch(); static void Main(string[] args) { stopwatch.Start(); const string strTest1 = "https://www.csdn.net/"; const string strTest2 = "https://blog.csdn.net/qq_36981814"; Task<int> strCountResult1 = CountCharsAsync(1, strTest1); Task<int> strCountResult2 = CountCharsAsync(2, strTest2); for (int i = 0; i < 3; i++) { ExtraOperation(i + 1); } Debug.WriteLine($"{strTest1} 的字符个数：{strCountResult1.Result}"); Debug.WriteLine($"{strTest2} 的字符个数：{strCountResult2.Result}"); } private static void ExtraOperation(int id) { var s = ""; for (var i = 0; i < 6000; i++) { s += i; } Debug.WriteLine($"id={id}的 ExtraOperation 方法完成：{stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms"); } private static async Task<int> CountCharsAsync(int id, string address) { var wc = new WebClient(); Debug.WriteLine($"开始调用 id = {id}：{stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms"); var result = await wc.DownloadDataTaskAsync(address); Debug.WriteLine($"调用完成 id = {id}：{stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms"); return result.Length; }

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。

 asynic/await结构

 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）。

 

异步方法详解

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。

 

异步方法简单结构图