多线程编程学习笔记——async和await（一）

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        经过前面的文章，已经学习了怎么使用线程，怎么使用线程同步，怎么使用线程池，怎么使用任务并行库。尽管经过上面的学习，对于线程的使用愈来愈简单。有没有更简单的方法呢。

       C# 5.0以后，微软在c#语言中添加了两个关键字async与await，这是在TPL上面的更高一级的抽象，真正简化了异步编程的编程方式，从而有助于咱们编写出真正健壮少bug的异步应用程序。下面我先来看一个最简单的示例。

async Task<string> AsyncHello()
{

await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(2));
Return “ Hello world”;
}

         使用async标记异步函数，建议返回async Task<T>。

         Await只能使用在有async标志的方法内部。在async标记的方法内部最少要有一个await，固然，若是一个也没有，编译也不会报错，可是会有编译警告。以下图。

     

       上面的代码在执行完await调用的代码之行后该方法会直接返回。若是同步执行，执行线程会阻塞2秒以后返回结果，本示例里在执行完await操做后，当即将工做线程放回线程池中，咱们会异步等待。2秒后，咱们会从线程池中取得工做线程并继续运行其中剩余的异步方法。这就容许咱们在等待的2秒的时间里能够重用线程池中的线程，这对提升应用程序的可伸缩性很是重要。经过使用async与await咱们拥有了线性的程序控制流程，可是执行过程倒是异步的。

 

1、   使用await获取异步操做结果

        本示例是学习await如何获取异步操做结果。同时会与TPL进行比较。

 1.示例代码以下。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading; 

namespace ThreadAsyncDemo
{

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {

            Task t = AsyncWithTPL();
            t.Wait();
            t = AsyncWithAwait();
            t.Wait();
            Console.Read();
        }

 

        static Task AsyncWithTPL()
        {
            Task<string> task1 = GetInfoAsync("Task 1");

            Task task2 = task1.ContinueWith(task =>
              Console.WriteLine(task1.Result), TaskContinuationOptions.NotOnFaulted);
            Task task3 = task1.ContinueWith(task =>
              Console.WriteLine(task1.Exception.InnerException), TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted);
            return Task.WhenAny(task2, task1);

        }

        async static Task AsyncWithAwait()
        {
            try
            {
                string result = await GetInfoAsync("Task 4");
                Console.WriteLine(result);
            }

            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.Message);

            }
        } 

        async static Task<string> GetInfoAsync(string name)
        {

            await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(2));
            //throw  new Exception("抛出异常信息！"); 

            return string.Format(" Task {0} 正在运行在线程 ID={1}上。这个工做线程是不是线程池中的线程：{2}", name, 
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);

        }
    }
}

 

 

 2.程序运行的结果以下图。

 

         程序同时运行了两个异步操做。其中一个是标准的TPL代码，另外一个使用了async与await两个关键字。AsyncWithTPL启动了一个任务，运行两秒以后返回关于工做线程信息的字符串。而后咱们定义了一个后续操做，用于在异步操做完成后打印出操做结果，还有另外一个后续操做，用于万一有错误时，打印出异常信息。最终返回了一个表明其中一个后续操做任务的任务，并等等其在主函数中完成。

        在asyncWithAwait方法中，咱们对任务使用await并获得了相同 的结果。这和编写普通的同步代码的风格同样，即咱们获取了任务的结果，打印了出来，若是任务完成时带有错误则捕获异常。关键不一样的是这其实是一个异步操做。使用await后，c#当即建立了一个任务，其中一个有后续操做任务，包含了await操做符后面的全部剩余代码。这个新任务也处理了异常。而后这个任务返回 到主方法并等待共完成 。

       所以能够看出程序中的两段代码在概念上是相同的，使用await由编译 器隐式地处理了异步代码。

  3. 咱们把上面注释的抛出异常的代码，取消注释，而后运行程序。获得以下图的结果。

 

            注：在gui与asp.net之类的环境 中不推荐 使用task.wait和taskResult方法同，由于若是代码写的很差，很容易致使死锁。

 

2、   在Lambda表达式中使用await操做符

         本示例学习如何在lambda表达式中使用await。将学习如何编写一个使用了await的匿名方法，而且获取异步执行该方法的结果。

 1.示例代码以下。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading; 

namespace ThreadAsyncDemo
{

    class Program
    {

        static void Main(string[] args)
        {

            Task t = AsyncProcess();
            t.Wait();       
            Console.Read();
        } 

        async static Task AsyncProcess()
        {

            Func<String, Task<string>> asyncLambda = async name =>
            {

                await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(2));
                return string.Format(" Task {0} 正在运行在线程 ID={1}上。这个工做线程是线程池的线程：{2}" ,name, 
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);
            };

            string result = await asyncLambda("async lambda");
            Console.WriteLine(result);

        }

    } 

}

 

2.程序运行结果，以下图。

 

        首先不能在main方法中使用async，咱们将异步函数移到了asyncProcess中，而后使用async关键字声明了一个lambda表达式。因为 任何lambda表达式的类型都不能经过lambda自身来推断，因此不得不显示地指定类型为一字符串，并返回一个Task<string>对象 。

        而后，咱们定义 了lambda表达式体，这个方法虽然定义返回的是一个Task<string>对象 ，但实际上返回的是字符串，却没有编译错误。这是由于c#编译器自动 产生了一个任务并返回给咱们。

       最后一步就是打印出lambda 表达式执行后的结果。