为什么需要异步，异步对可能起阻止作用的活动（例如，应用程序访问 Web 时）至关重要。 对 Web 资源的访问有时很慢或会延迟。 如果此类活动在同步过程中受阻，则整个应用程序必须等待。 在异步过程中，应用程序可继续执行不依赖 Web 资源的其他工作，直至潜在阻止任务完成。
本节将一步一步带领大家理解async和await。
期间会有
Hello World，原理介绍，异步会提高程序的运行速度吗，async和await，MVC中的异步Action，以及线程中常涉及到的线程安全和信号量，以及微软提供的异步API
推荐先看后顶，学的更快！
Hello World
static void Main(string[] args)
{
new Thread(Test) { IsBackground = false }.Start(); //.Net 在1.0的时候，就已经提供最基本的API.
ThreadPool.QueueUserWorkItem(o => Test()); //线程池中取空闲线程执行委托（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
其实不管是Task，ThreadPool，本质最终都是Thread。只不过微软帮我们在简化线程控制的复杂度。
线程池是CLR中事先定义好的一些线程。Task取的线程池，只不过在语法上，可以非常方便取返回值。
异步会提高程序的运行速度吗
多线程会提高程序的效率，不会提高运行速度。
这就好比这一个任务让前台花1个小时。前台完成10分钟的时候
打电话给经理，让他安排一个人来干30分钟（new Thread()），他干剩下的20分钟。（创建线程，需要时间，内存资源）
或者从旁边空闲的同事中（ThreadPool 或 Task），拉一个人过来干30分钟。他干剩下的20分钟。（需要的时间少，资源本来就存在）
从上看出，异步会让一份任务时间变长。资源消耗更多。但是可以让前台（UI线程）空闲下来，听从领导(用户)指挥。
async和await只是一个标记
首先看个Demo，
static void Main(string[] args)
{
Task.Run(() => //异步开始执行
{
Thread.Sleep(1000); //异步执行一些任务
Console.WriteLine("Hello World"); //异步执行完成标记
});
Thread.Sleep(1100); //主线程在执行一些任务
Console.WriteLine("Main Thread"); //主线程完成标记
Console.ReadLine();
}
发现执行结果是：
这个很正常。但是我们希望先执行主线程完成标记，不改动主线程和Task的任务情况下，如何处理？
使用await和async
static void Main(string[] args)
{
Say(); //由于Main不能使用async标记
Console.ReadLine();
}
private async static void Say()
{
var t = TestAsync();
Thread.Sleep(1100); //主线程在执行一些任务
Console.WriteLine("Main Thread"); //主线程完成标记
Console.WriteLine(await t); //await 主线程等待取异步返回结果
}
static async Task<string> TestAsync()
{
return await Task.Run(() =>
{
Thread.Sleep(1000); //异步执行一些任务
return "Hello World"; //异步执行完成标记
});
}
1.凡是使用await关键字的方法，都必须打上async标记。
2.async表示方法内有异步方法，await表示等待异步方法执行完，并取返回值。
3.调用async方法，会立刻另起线程执行。await只是显示等待线程结束。
MVC中的异步Action
既然多线程不能提高运行速度，而且每次请求Asp.net程序都是发起一个新的线程，为什么还要用多线程让其“降速”？
为了提高网站的吞吐量。
在MVC中，如果采用异步Action，则会像下面情况执行。
1.请求到达IIS，IIS应用程序池分配一个worker线程用来响应请求。
2.worker线程，执行异步操作，调用CLR线程池线程处理。
3.释放worker线程，响应其他请求。
4.异步操作执行完，w3wp(应用程序池进程)再次分配一个worker线程继续响应。
上述使用场景中，会获取两次worker 线程，这两次获取的线程可能相同，也可能会不同。如果有比较耗时的任务，非常建议把同步请求转换为异步。
线程安全和信号量
先举个线程不安全的例子。
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("执行完成");
IsComplete = true;
}
}
public static bool IsComplete { get; set; }
上面的执行结果，这就是线程不安全。（多线程访问同一段代码 产生不确定结果。）
如何解决，涉及到线程锁的概念。线程锁会让多线程访问的时候，一次只允许一个线程进入。
线程锁例子
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) //锁住的必须是引用类型。由于在静态方法中，则锁住静态引用类型。
{
if (!IsComplete)
{
//todo other
Thread.Sleep(500);
Console.WriteLine("执行完成");
IsComplete = true;
}
}
}
信号量
线程锁的技术使一块代码只能一个线程进入。信号量的存在，则是让同一块代码指定多个线程进入。
信号量（SemaphoreSlim）例子
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("准备执行" + i);
await slim.WaitAsync();
Console.WriteLine("开始执行" + i);
//todo other
await Task.Delay(1000);
Console.WriteLine("执行结束" + i);
slim.Release();
}
上面执行结果
从 .NET Framework 4.5 和 Windows 运行时中列出的 API 包含支持异步编程的方法。
|
应用程序区域 |
包含异步方法的受支持的 API |
|---|---|
|
Web 访问 |
HttpClient，SyndicationClient |
|
使用文件 |
StorageFile、StreamWriter、StreamReader、XmlReader |
|
使用图像 |
MediaCapture、BitmapEncoder、BitmapDecoder |
|
WCF 编程 |
同步和异步操作 |
作者：Never、C
本文链接：http://www.cnblogs.com/neverc/p/4368821.html
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