走进异步编制程序的世界,的异步编制程序

走进异步编程的社会风气 - 在 GUI 中履行异步操作

运用 async & await 的异步编程

【博主】反骨仔    【出处】   

【博主】反骨仔  【原版的书文地址】http://www.cnblogs.com/liqingwen/p/5877042.html 

目录

  • 异步编程的简要介绍
  • 异步进步响应技巧
  • 更便于编写的异步方法
  • 异步方法的调整流(核心)
  • 异步中的线程
  • async 和 await 修饰符
  • 回去类型和参数消息
  • 命名的约定

 

   这是继《[开端接触 async/await

意气风发、异步编制程序的简单介绍

  通过选择异步编制程序,你可避防止质量瓶颈并升高你的应用程序的后生可畏体化响应本领。

  从 VS 2012 开始,新引入了贰个简化的点子,称为异步编制程序。大家在 >= .NET 4.5 阳春 Windows 运维时中动用异步,编写翻译器它会援助了大家收缩了生龙活虎度举办的高难度异步代码编写的行事,但逻辑构造却周边于联合代码。因此,大家仅供给开展一小部分编制程序的劳作就能够博得异步编制程序的兼具优点。

 

异步编程](

解析异步方法]( WinForm 中什么进行异步操作。

 

二、异步进步响应技巧

  异步对大概引起短路的运动(如访谈Web 时卡塔尔,对 Web 能源的拜候有时过慢或推迟过高。若这种职分在一齐进度中受阻,则整个应用程序必得等待响应达成。 在使用异步的进度中,大家的应用程序可继续施行不相信赖Web 能源的其它职业,并会直接等候绿灯的任务顺遂落成。

  那是风流倜傥对非凡的使用异步的应用途景,甚至一些在 .NET >= 4.5 后新扩张的类库。

图片 1

  全体与客户分界面相关的操作平常共享叁个线程,所以选择异步对于使用 UI 线程的 App 来讲是非常主要的。

  借使说你的 App 全数操作都是联合的,约等于说,当二个线程现身拥塞,别的线程都会现出梗塞,更严重的是, App 会甘休响应。

图片 2

 

  使用异步方法时,App 将世襲响应 UI。如:最大和最小化,可是效果依然在后台试行(如:下载卡塔 尔(英语:State of Qatar)。

 

目录

  • 在 WinForm 中实行异步操作
  • 在 WinForm 中运用异步 Lambda 表明式
  • 一个全部的 WinForm 程序
  • 另大器晚成种异步格局 - BackgroundWorker 类

 

三、更便于编写的异步方法

  C# 中的 async 和 await 关键字都是异步编制程序的基本。通过应用那多个重大字,大家就可以在 .NET 轻易创设异步方法。

  示例:

 1         /// <summary>
 2         /// 异步访问 Web 
 3         /// </summary>
 4         /// <returns></returns>
 5         /// <remarks>
 6         /// 方法签名的 3 要素:
 7         ///     ① async 修饰符
 8         ///     ② 返回类型 Task 或 Task<TResult>:这里的 Task<int> 表示 return 语句返回 int 类型
 9         ///     ③ 方法名以 Async 结尾
10         /// </remarks>
11         async Task<int> AccessTheWebAsync()
12         {
13             //记得 using System.Net.Http 哦
14             var client = new HttpClient();
15 
16             //执行异步方法 GetStringAsync
17             Task<string> getStringTask = client.GetStringAsync("http://www.google.com.hk/");
18 
19             //假设在这里执行一些非异步的操作
20             Do();
21 
22             //等待操作挂起方法 AccessTheWebAsync
23             //直到 getStringTask 完成,AccessTheWebAsync 方法才会继续执行
24             //同时,控制将返回到 AccessTheWebAsync 方法的调用方
25             //直到 getStringTask 完成后,将在这里恢复控制。
26             //然后从 getStringTask 拿到字符串结果
27             string urlContents = await getStringTask;
28 
29             //返回字符串的长度(int 类型)
30             return urlContents.Length;
31         }

 

  尽管 AccessTheWebAsync 在调用 GetStringAsync() 时未有任何操作(如:代码中的 Do()卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎,你能够用如此的方法来简化代码。

string urlContents = await client.GetStringAsync("http://www.google.com.hk/");

  

  轻易总括:

  (1卡塔尔方法签字满含三个 async 修饰符。

  (2卡塔尔遵照约定,异步方法的名号供给以“Async”后缀为最终。

  (3卡塔尔3 种回到类型:

    ① Task<TResult>:返回 TResult 类型。

    ② Task:未有重回值,即重回值为 void。

    ③ void:只适用于异步事件处理程序。

  (4卡塔尔方法平常包涵起码一个await 表明式,该表明式标志叁个点,大家能够成为悬挂点,在该点上,直到等待的异步操作实现,之后的主意工夫继续实行。 与此同有的时候间,该方法将挂起,并将调控权再次回到到点子的调用方。

  

  必要选用异步方法的话,大家一向在系统之中接纳所提供的主要字 async 和 await 就能够了,剩余的任何事情,就留下编写翻译器吧。 

 

生机勃勃、在 WinForm 程序中实行异步操作

  上边通过窗体示例演示以下操作-点击开关后:

    ①将按键禁止使用,并将标签内容改成:“Doing”(表示实施中卡塔 尔(英语:State of Qatar);

    ②线程挂起3秒(模拟耗费时间操作卡塔尔;

    ③启用按键,将标签内容改为:“Complete”(表示推行到位卡塔尔。

 1     public partial class Form1 : Form
 2     {
 3         public Form1()
 4         {
 5             InitializeComponent();
 6         }
 7 
 8         private void btnDo_Click(object sender, EventArgs e)
 9         {
10             btnDo.Enabled = false;
11             lblText.Text = @"Doing";
12 
13             Thread.Sleep(3000);
14 
15             btnDo.Enabled = true;
16             lblText.Text = @"Complete";
17         }
18     }

  但是推行结果却是:

图片 3

图1-1

 

  【开采的题材】

    ①相通从没成为“Doing”?

    ②并且拖动窗口的时候卡住不动了?

    ③3秒后忽地变到想拖动到的岗位?

    ④並且文本形成“Complete”?

 

  【深入分析】GUI 程序在设计中供给有所的彰显变化都必需在主 GUI 线程中达成,如点击事件和平运动动窗体。Windows 程序时经过 音讯来贯彻,音讯归入新闻泵处理的音信队列中。点击按键时,按键的Click音讯归入新闻队列。新闻泵从队列中移除该新闻,并初始拍卖点击事件的代码,即 btnDo_Click 事件的代码。

  btnDo_Click 事件会将触发行为的新闻放入队列,但在 btnDo_Click 时间管理程序完全退出前(线程挂起 3 秒退出前卡塔尔,新闻都无计可施实施。(3 秒后卡塔 尔(英语:State of Qatar)接着全体行为举止都产生了,但速度太快肉眼无法分辨才没有察觉标签改成“Doing”。

图片 4

图1-2 点击事件

图片 5

图1-3 点击事件实际实行进度

  

  现在我们投入 async/await 天性。

 1     public partial class Form1 : Form
 2     {
 3         public Form1()
 4         {
 5             InitializeComponent();
 6         }
 7 
 8         private async void btnDo_Click(object sender, EventArgs e)
 9         {
10             btnDo.Enabled = false;
11             lblText.Text = @"Doing";
12 
13             await Task.Delay(3000);
14 
15             btnDo.Enabled = true;
16             lblText.Text = @"Complete";
17         }
18     }

图片 6

图1-4

  将来,就是原先希望见到的效用。

  【分析】btnDo_Click 事件管理程序先将前两条新闻压入队列,然后将团结从Computer移出,在3秒后(等待空闲职务到位后 Task.Delay 卡塔尔再将协调压入队列。那样能够维持响应,并保障具备的音讯能够在线程挂起的时辰内被管理。

 

四、异步方法的调控流(核心卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎

  异步编制程序中最要紧却不易懂的是调整流,即分化格局间的切换。现在,请用意气风发颗感恩的心来阅览下图。

图片 7

  步骤解析:

  ① 事件管理程序调用并等候 AccessTheWebAsync() 异步方法。

  ② AccessTheWebAsync 成立 HttpClient 对象并调用它的 GetStringAsync 异步方法来下载网址内容。

  ③ 纵然 GetStringAsync 中产生了某种情状,该意况挂起了它的进程。只怕必须等待网址下载或一些任何梗塞的运动。为幸免梗塞能源,GetStringAsync() 会将调节权出让给其调用方 AccessTheWebAsync。GetStringAsync 再次来到 Task,此中 TResult 为字符串,并且 AccessTheWebAsync 将职分分配给 getStringTask 变量。该职责表示调用 GetStringAsync 的正在进行的进度,此中承诺当专门的职业形成时发出实际字符串值。

  ④ 由于未有等待 getStringTask,由此,AccessTheWebAsync 能够继续实践不依靠于 GetStringAsync 得出最后结出的别的职分。该职分由对三头方法 DoIndependentWork 的调用表示。

  ⑤ DoIndependentWork 是水到渠成其行事并赶回其调用方的一块儿方法。

  ⑥ AccessTheWebAsync 已做到专门的职业,能够不受 getStringTask 的结果影响。 接下来,AccessTheWebAsync 须求计算并回到该下载字符串的长短,但该办法仅在有着字符串时本事计算该值。由此,AccessTheWebAsync 使用一个 await 运算符来挂起其速度,并把调控权交给调用 AccessTheWebAsync 的措施。AccessTheWebAsync 将 Task<int> 再次回到至调用方。 该任务表示对发生下载字符串长度的莫西干发型结果的三个承诺。

  【备注】假若 GetStringAsync(即 getStringTask卡塔尔在 AccessTheWebAsync 等待前成功,则调节权会保留在 AccessTheWebAsync 中。 倘诺异步调用过程(getStringTask) 已到位,而且 AccessTheWebSync 不必等待最后结果,则挂起接下来回来到 AccessTheWebAsync,但那会形成开销的荒疏。

  在调用方内部(要是那是四个事件管理程序卡塔尔,管理形式将一而再。在等候结果前,调用方能够拓宽不依赖于 AccessTheWebAsync 结果的别的职业,不然就需等候片刻。事件管理程序等待 AccessTheWebAsync,而 AccessTheWebAsync 等待 GetStringAsync。

  ⑦ GetStringAsync 达成并生成几个字符串结果。 字符串结果不是透过你预期的艺术调用 GetStringAsync 所重返的。(请深深记住,此方法已在步骤 3 中回到二个任务。卡塔尔相反,字符串结果存款和储蓄在象征完毕章程 getStringTask 的天职业中学。 await 运算符从 getStringTask 中研究结果。赋值语句将搜索到的结果赋给 urlContents。

  ⑧ 当 AccessTheWebAsync 具备字符串结果时,该措施能够测算字符串长度。然后,AccessTheWebAsync 专门的职业也将形成,而且等待事件管理程序可世袭应用。 

 

  你可以尝尝考虑一下同台行为和异步行为之间的区别。当其行事做届时(第 5 步卡塔 尔(英语:State of Qatar)会回来贰个主办方法,但当其专门的工作挂起时(第 3 步和第 6 步卡塔尔,异步方法会重临三个职分值。在异步方法最后产生其行事时,职分会标识为已到位,而结果(借使有卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎将积攒在职分中。

 

 1.1 Task.Yield

  Task.Yield 方法创设三个随时回到的 awaitable。等待多少个Yield可以让异步方法在进行后续部分的同不经常候重回到调用方法。能够将其领会为 离开当前新闻队列,回到队列末尾,让 CPU 临时光管理任何义务。

 1     class Program
 2     {
 3         static void Main(string[] args)
 4         {
 5             const int num = 1000000;
 6             var t = DoStuff.Yield1000(num);
 7 
 8             Loop(num / 10);
 9             Loop(num / 10);
10             Loop(num / 10);
11 
12             Console.WriteLine($"Sum: {t.Result}");
13 
14             Console.Read();
15         }
16 
17         /// <summary>
18         /// 循环
19         /// </summary>
20         /// <param name="num"></param>
21         private static void Loop(int num)
22         {
23             for (var i = 0; i < num; i  ) ;
24         }
25     }
26 
27     internal static class DoStuff
28     {
29         public static async Task<int> Yield1000(int n)
30         {
31             var sum = 0;
32             for (int i = 0; i < n; i  )
33             {
34                 sum  = i;
35                 if (i % 1000 == 0)
36                 {
37                     await Task.Yield(); //创建异步产生当前上下文的等待任务
38                 }
39             }
40 
41             return sum;
42         }
43     }

图片 8

 图1.1-1

  上述代码每实践1000次巡回就调用 Task.Yield 方法创设多少个等待职分,让计算机有的时候间拍卖别的职责。该办法在 GUI 程序中是比较实用的。

 

五、异步中的线程

  异步方法目的在于成为非堵塞操作。异步方法中的 await 表达式在伺机的天职施行的同期不会卡住当前线程。相反,await 表明式在继续实行时办法的其他部分并将调控权重临到异步方法的调用方。

  async 和 await 关键字不会形成创制别的线程。因为异步方法不会在其自个儿线程上运维,因此它没有必要七十八线程。唯有当方法处于活动状态时,该措施就要当时此刻黄金时代道上下文中运作并选择线程上的时间。能够使用 Task.Run 将攻下大量CPU 的劳作移到后台线程,可是后台线程不会推搡正在等候结果的进程变为可用状态。

  对于异步编制程序来说,该基于异步的法子优于大概各类用例中的现成措施。具体来讲,此方法比 BackgroundWorker 更适用于 IO 绑定的操作,因为此代码更简单且没有必要防御抢先争用口径。结合 Task.Run() 使用时,异步编制程序比 BackgroundWorker 更适用于 CPU 绑定的操作,因为异步编制程序将运营代码的和睦细节与 Task.Run 传输至线程池的干活分别开来。

 

二、在 WinForm 中采用异步 Lambda 表明式

  将刚刚的窗口程序的点击事件稍稍改造一下。

 1     public partial class Form1 : Form
 2     {
 3         public Form1()
 4         {
 5             InitializeComponent();
 6 
 7             //async (sender, e) 异步表达式
 8             btnDo.Click  = async (sender, e) =>
 9             {
10                 Do(false, "Doing");
11 
12                 await Task.Delay(3000);
13 
14                 Do(true, "Finished");
15             };
16         }
17 
18         private void Do(bool isEnable, string text)
19         {
20             btnDo.Enabled = isEnable;
21             lblText.Text = text;
22         }
23     }

  还是原来的配方,照旧熟习的含意,还是原先哪个窗口,变的只是内涵。

图片 9

图2-1

 

六、async 和 await 修饰符

  当您使用 async 修饰符钦点该方式为异步方法时:

  • 能够应用 await 来钦点悬挂点。await 运算符会告诉编写翻译器,异步方法独有直到等待的异步进程推行到位,技艺连续透过该点往下进行。相同的时间,调节权将重临至异步方法的调用方。await 表达式中异步方法在挂起后,假诺该措施还尚无试行到位并退出,finally 块中的将不会实施。

  • 标志的异步方法本人能够由此调用它的法子开展等待。异步方法中常见包蕴三个或五个await 运算符,当然,二个 await 表明式都不设有也不会导致编写翻译器错误,但是编译器会爆发警示,该情势在推行的时候依然会不成方圆同步方法来奉行,async 其实只是二个标记的效果与利益而已,告诉编写翻译器他“应该”是三个异步方法。

 

三、叁个完璧归赵的 WinForm 程序

  以往在原本的根底上增多了进程条,甚至取消按键。

 1     public partial class Form1 : Form
 2     {
 3         private CancellationTokenSource _source;
 4         private CancellationToken _token;
 5 
 6         public Form1()
 7         {
 8             InitializeComponent();
 9         }
10 
11         /// <summary>
12         /// Do 按钮事件
13         /// </summary>
14         /// <param name="sender"></param>
15         /// <param name="e"></param>
16         private async void btnDo_Click(object sender, EventArgs e)
17         {
18             btnDo.Enabled = false;
19 
20             _source = new CancellationTokenSource();
21             _token = _source.Token;
22 
23             var completedPercent = 0; //完成百分比
24             const int time = 10; //循环次数
25             const int timePercent = 100 / time; //进度条每次增加的进度值
26 
27             for (var i = 0; i < time; i  )
28             {
29                 if (_token.IsCancellationRequested)
30                 {
31                     break;
32                 }
33 
34                 try
35                 {
36                     await Task.Delay(500, _token);
37                     completedPercent = (i   1) * timePercent;
38                 }
39                 catch (Exception)
40                 {
41                     completedPercent = i * timePercent;
42                 }
43                 finally
44                 {
45                     progressBar.Value = completedPercent;
46                 }
47             }
48 
49             var msg = _token.IsCancellationRequested ? $"进度为:{completedPercent}% 已被取消!" : $"已经完成";
50 
51             MessageBox.Show(msg, @"信息");
52 
53             progressBar.Value = 0;
54             InitTool();
55         }
56 
57         /// <summary>
58         /// 初始化窗体的工具控件
59         /// </summary>
60         private void InitTool()
61         {
62             progressBar.Value = 0;
63             btnDo.Enabled = true;
64             btnCancel.Enabled = true;
65         }
66 
67         /// <summary>
68         /// 取消事件
69         /// </summary>
70         /// <param name="sender"></param>
71         /// <param name="e"></param>
72         private void btnCancel_Click(object sender, EventArgs e)
73         {
74             if (btnDo.Enabled) return;
75 
76             btnCancel.Enabled = false;
77             _source.Cancel();
78         }
79     }

图片 10

 图3-1

 

七、重回类型和参数音信

  在编辑异步方法时,大家多方会接纳Task 和 Task<TResult> 作为再次回到类型。

 

  示例:

 1         static async Task<Guid> Method1Async()  //Task<Guid>
 2         {
 3             var result = Guid.NewGuid();
 4 
 5             await Task.Delay(1);
 6 
 7             //这里返回一个 Guid 的类型
 8             return result;
 9         }
10 
11         static async Task Method2Async()  //Task
12         {
13             //Do...
14 
15             await Task.Delay(1);
16 
17             //Do...
18 
19             //这里没有 return 语句
20         }

 1             //调用 Method1Async
 2             //方式一
 3             Task<Guid> t1 = Method1Async();
 4             Guid guid1 = t1.Result;
 5 
 6             //方式二
 7             Guid guid2 = await Method1Async();
 8 
 9             //调用 Method2Async
10             //方式一
11             Task t2 = Method2Async();
12             await t2;
13 
14             //方式二
15             await Method2Async();

  每一个重返的任务表示正在实行的办事。任务可包裹有关异步进度情况的消息,倘诺未得逞,则最终会卷入来自进度的最后结出,大概是由该进程引发的极度。

 

  【疑问】那么 void 重临类型是在什么样状态下才使用的啊?

  首要用于异步的事件管理程序,异步事件管理程序平时作为异步程序的起头点。void 重临类型告诉了编写翻译器,没有须要对她进行等待,而且,对于 void 重临类型的法子,大家也无计可施对他张开丰硕的捕捉。

 

  异步方法不能在参数中宣示与运用 ref 和 out 关键字,可是异步方法能够调用包括那些参数的艺术。

 

四、另生机勃勃种异步格局 - BackgroundWorker 类

  与 async/await 不相同的是,你临时候恐怕须求八个额外的线程,在后台持续完毕某项职责,并时一时与主线程通讯,这个时候就需求用到 BackgroundWorker 类。主要用来 GUI 程序。

  书中的万语千言不比三个简练的示范。

 1     public partial class Form2 : Form
 2     {
 3         private readonly BackgroundWorker _worker = new BackgroundWorker();
 4 
 5         public Form2()
 6         {
 7             InitializeComponent();
 8 
 9             //设置 BackgroundWorker 属性
10             _worker.WorkerReportsProgress = true;   //能否报告进度更新
11             _worker.WorkerSupportsCancellation = true;  //是否支持异步取消
12 
13             //连接 BackgroundWorker 对象的处理程序
14             _worker.DoWork  = _worker_DoWork;   //开始执行后台操作时触发,即调用 BackgroundWorker.RunWorkerAsync 时触发
15             _worker.ProgressChanged  = _worker_ProgressChanged; //调用 BackgroundWorker.ReportProgress(System.Int32) 时触发
16             _worker.RunWorkerCompleted  = _worker_RunWorkerCompleted;   //当后台操作已完成、被取消或引发异常时触发
17         }
18 
19         /// <summary>
20         /// 当后台操作已完成、被取消或引发异常时发生
21         /// </summary>
22         /// <param name="sender"></param>
23         /// <param name="e"></param>
24         private void _worker_RunWorkerCompleted(object sender, RunWorkerCompletedEventArgs e)
25         {
26             MessageBox.Show(e.Cancelled ? $@"进程已被取消:{progressBar.Value}%" : $@"进程执行完成:{progressBar.Value}%");
27             progressBar.Value = 0;
28         }
29 
30         /// <summary>
31         /// 调用 BackgroundWorker.ReportProgress(System.Int32) 时发生
32         /// </summary>
33         /// <param name="sender"></param>
34         /// <param name="e"></param>
35         private void _worker_ProgressChanged(object sender, ProgressChangedEventArgs e)
36         {
37             progressBar.Value = e.ProgressPercentage;   //异步任务的进度百分比
38         }
39 
40         /// <summary>
41         /// 开始执行后台操作触发,即调用 BackgroundWorker.RunWorkerAsync 时发生
42         /// </summary>
43         /// <param name="sender"></param>
44         /// <param name="e"></param>
45         private static void _worker_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)
46         {
47             var worker = sender as BackgroundWorker;
48             if (worker == null)
49             {
50                 return;
51             }
52 
53             for (var i = 0; i < 10; i  )
54             {
55                 //判断程序是否已请求取消后台操作
56                 if (worker.CancellationPending)
57                 {
58                     e.Cancel = true;
59                     break;
60                 }
61 
62                 worker.ReportProgress((i   1) * 10);    //触发 BackgroundWorker.ProgressChanged 事件
63                 Thread.Sleep(250);  //线程挂起 250 毫秒
64             }
65         }
66 
67         private void btnDo_Click(object sender, EventArgs e)
68         {
69             //判断 BackgroundWorker 是否正在执行异步操作
70             if (!_worker.IsBusy)
71             {
72                 _worker.RunWorkerAsync();   //开始执行后台操作
73             }
74         }
75 
76         private void btnCancel_Click(object sender, EventArgs e)
77         {
78             _worker.CancelAsync();  //请求取消挂起的后台操作
79         }
80     }

图片 11

图4-1

 

八、命名的预订

  依据预定,使用 async 的艺术都应该以“Async”作为后缀,如:DownloadAsync() 。然而,假如某大器晚成约定中的事件、基类或接口有其余的款式约定,则足以忽略上述约定。举例,不应该修正或重命名常用事件管理程序,如 btnOpen_Click。

 

 传送门

  入门:《[走进异步编制程序的世界

  • 初始接触 async/await 异步编制程序](

  上篇:《走进异步编制程序的社会风气 - 剖判异步方法(上卡塔 尔(英语:State of Qatar)》《[走进异步编制程序的世界

  • 浅析异步方法(下卡塔尔国](

 

 


传送门 

  1. 走进异步编制程序的社会风气 - 开始接触 async/await(推荐)

  2. 走进异步编制程序的社会风气 - 剖判异步方法(上卡塔 尔(英语:State of Qatar)

  3. 走进异步编制程序的社会风气 - 剖判异步方法(下卡塔尔国

  4. 走进异步编程的世界 - 在 GUI 中履行异步操作

 


【参照他事他说加以考察援用】微软官方文书档案图片

【参考】

 

【参考】《Illustrated C# 2012》

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