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為什么需要異步，異步對可能起阻止作用的活動（例如，應用程序訪問 Web 時）至關重要。?對 Web 資源的訪問有時很慢或會延遲。?如果此類活動在同步過程中受阻，則整個應用程序必須等待。?在異步過程中，應用程序可繼續執行不依賴 Web 資源的其他工作，直至潛在阻止任務完成。
本節將一步一步帶領大家理解async和await。
js異步編程的四種方法、 期間會有
Hello World，原理介紹，異步會提高程序的運行速度嗎，async和await，MVC中的異步Action，以及線程中常涉及到的線程安全和信號量，以及微軟提供的異步API
推薦先看后頂，學的更快！
nodejs異步編程，?
Hello World
| Java異步編程。1 2 3 java異步編程實戰。4 5 6 async await 阮一峰？7 8 9 10 11 12 13 14 | static?void?Main(string[] args)
{
????new?Thread(Test) { IsBackground =?false?}.Start();??????//.Net 在1.0的時候，就已經提供最基本的API.
????ThreadPool.QueueUserWorkItem(o => Test());??????????????//線程池中取空閑線程執行委托（方法）
????Task.Run((Action)Test);?????????????????????????????????//.Net 4.0以上可用
????Console.WriteLine("Main Thread");
????Console.ReadLine();
}
? static?void?Test()
{
????Thread.Sleep(1000);
????Console.WriteLine("Hello World");
}
|
原理
其實不管是Task，ThreadPool，本質最終都是Thread。只不過微軟幫我們在簡化線程控制的復雜度。
線程池是CLR中事先定義好的一些線程。Task取的線程池，只不過在語法上，可以非常方便取返回值。
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異步會提高程序的運行速度嗎
多線程會提高程序的效率，不會提高運行速度。
這就好比這一個任務讓前臺花1個小時。前臺完成10分鐘的時候
打電話給經理，讓他安排一個人來干30分鐘（new Thread()），他干剩下的20分鐘。（創建線程，需要時間，內存資源）
或者從旁邊空閑的同事中（ThreadPool 或 Task），拉一個人過來干30分鐘。他干剩下的20分鐘。（需要的時間少，資源本來就存在）
從上看出，異步會讓一份任務時間變長。資源消耗更多。但是可以讓前臺（UI線程）空閑下來，聽從領導(用戶)指揮。
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async和await只是一個標記
首先看個Demo，
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | static?void?Main(string[] args)
{
????Task.Run(() =>??????????????????????????????????????????//異步開始執行
????{
????????Thread.Sleep(1000);?????????????????????????????????//異步執行一些任務
????????Console.WriteLine("Hello World");???????????????????//異步執行完成標記
????});
????Thread.Sleep(1100);?????????????????????????????????????//主線程在執行一些任務
????Console.WriteLine("Main Thread");???????????????????????//主線程完成標記
????Console.ReadLine();
}
|
發現執行結果是：
這個很正常。但是我們希望先執行主線程完成標記，不改動主線程和Task的任務情況下，如何處理？
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使用await和async
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | static?void?Main(string[] args)
{
????Say(); //由于Main不能使用async標記
????Console.ReadLine();
}
private?async?static?void?Say()
{
????var?t = TestAsync();
????Thread.Sleep(1100);?????????????????????????????????????//主線程在執行一些任務
????Console.WriteLine("Main Thread");???????????????????????//主線程完成標記
????Console.WriteLine(await t);?????????????????????????????//await 主線程等待取異步返回結果
}
static?async Task<string> TestAsync()
{
????return?await Task.Run(() =>
????{
????????Thread.Sleep(1000);?????????????????????????????????//異步執行一些任務
????????return?"Hello World";???????????????????????????????//異步執行完成標記
????});
}
|
1.凡是使用await關鍵字的方法，都必須打上async標記。
2.async表示方法內有異步方法，調用async方法，會立刻另起線程執行。
3.await只是顯示等待線程結束。await表示等待異步方法執行完，并取返回值。
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MVC中的異步Action
既然多線程不能提高運行速度，而且每次請求Asp.net程序都是發起一個新的線程，為什么還要用多線程讓其“降速”？
為了提高網站的吞吐量。
在MVC中，如果采用異步Action，則會像下面情況執行。
1.請求到達IIS，IIS應用程序池分配一個worker線程用來響應請求。
2.worker線程，執行異步操作，調用CLR線程池線程處理。
3.釋放worker線程，響應其他請求。
4.異步操作執行完，w3wp(應用程序池進程)再次分配一個worker線程繼續響應。
上述使用場景中，會獲取兩次worker 線程，這兩次獲取的線程可能相同，也可能會不同。如果有比較耗時的任務，非常建議把同步請求轉換為異步。
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線程安全和信號量
? 先舉個線程不安全的例子。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 | static?void?Main(string[] args)
{
????Task.Run((Action)Test);
????Task.Run((Action)Test);
????Console.ReadLine();
}
? private?static?void?Test()
{
????if?(!IsComplete)
????{
????????//todo other
????????Thread.Sleep(500);
????????Console.WriteLine("執行完成");
????????IsComplete =?true;
????}
}
? public?static?bool?IsComplete {?get;?set; }
|
上面的執行結果，這就是線程不安全。（多線程訪問同一段代碼 產生不確定結果。）
如何解決，涉及到線程鎖的概念。線程鎖會讓多線程訪問的時候，一次只允許一個線程進入。
線程鎖例子
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 | private?static?readonly?object?lockObj =?new?object();
????????public?static?bool?IsComplete {?get;?set; }
????????static?void?Main(string[] args)
????????{
????????????Task.Run((Action)Test);
????????????Task.Run((Action)Test);
????????????Console.ReadLine();
????????}
? ????????private?static?void?Test()
????????{
????????????lock?(lockObj)??????????????????????????????//鎖住的必須是引用類型。由于在靜態方法中，則鎖住靜態引用類型。
????????????{
????????????????if?(!IsComplete)
????????????????{
????????????????????//todo other
????????????????????Thread.Sleep(500);
????????????????????Console.WriteLine("執行完成");
????????????????????IsComplete =?true;
????????????????}
????????????}
????????}
|
信號量
線程鎖的技術使一塊代碼只能一個線程進入。信號量的存在，則是讓同一塊代碼指定多個線程進入。
信號量（SemaphoreSlim）例子
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | static?readonly?SemaphoreSlim slim =?new?SemaphoreSlim(2);
????????static?void?Main(string[] args)
????????{
????????????for?(int?i = 0; i < 5; i++)
????????????{
????????????????ThreadPool.QueueUserWorkItem(Test, i);
????????????}
????????????Console.ReadLine();
????????}
? ????????private?async?static?void?Test(object?i)
????????{
????????????Console.WriteLine("準備執行"?+ i);
????????????await slim.WaitAsync();
????????????Console.WriteLine("開始執行"?+ i);
????????????//todo other
????????????await Task.Delay(1000);
????????????Console.WriteLine("執行結束"?+ i);
????????????slim.Release();
????????}
|
上面執行結果
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從 .NET Framework 4.5 和 Windows 運行時中列出的?API 包含支持異步編程的方法。
| 應用程序區域 | 包含異步方法的受支持的 API |
|---|
| Web 訪問 | HttpClient，SyndicationClient |
| 使用文件 | StorageFile、StreamWriter、StreamReader、XmlReader |
| 使用圖像 | MediaCapture、BitmapEncoder、BitmapDecoder |
| WCF 編程 | 同步和異步操作 |
