.NET(C#)：await返回Task的async方法

一.  FrameWork 4.0以前的线程世界 　　　

　　  在.NET FrameWork 4.0以前，若是咱们使用线程。通常有如下几种方式：

• 使用System.Threading.Thread 类，调用实例方法Start()开启一个新线程，调用Abort()方法来提早终止线程。
• 使用System.Threading.ThreadPool类，调用静态方法QueueUserWorkItem()，将方法放入线程池队列，线程池来控制调用。
• 使用BeginInvoke,EndInvoke,BeginRead,EnRead,BeginWrite,EndWrite等一系列的异步方法。
• 使用System.ComponentModel.BackgroundWorker控件，调用实例方法RunWorkerAsync()，开启一个新线程。　

二.  .Net 传统异步编程概述 

• 异步编程模型 (APM)，在该模型中异步操做由一对 Begin/End 方法（如 FileStream.BeginRead 和 Stream.EndRead）表示。
• 基于事件的异步模式 (EAP)，在该模式中异步操做由名为“操做名称Async”和“操做名称Completed”的方法/事件对（例如 WebClient.DownloadStringAsync 和 WebClient.DownloadStringCompleted）表示。 （EAP 是在 .NET Framework 2.0 版中引入的,在silverlight或者wpf变成中常常用到）。

三.  Task 的优势以及功能   

• 在任务启动后，能够随时以任务延续的形式注册回调。
• 经过使用 ContinueWhenAll 和 ContinueWhenAny 方法或者 WaitAll 方法或 WaitAny 方法，协调多个为了响应 Begin_ 方法而执行的操做。
• 在同一 Task 对象中封装异步 I/O 绑定和计算绑定操做。
• 监视 Task 对象的状态。
• 使用 TaskCompletionSource 将操做的状态封送到 Task 对象。

 

众所周知，async方法只能够返回void，Task和Task<T>。

 

对于返回void的async方法，它并非awaitable，因此其余方法不能用await方法来调用它，而返回Task的async方法则能够。

 

那么当async方法返回Task后，接着await，那被await的Task是一个什么概念？是async方法中第一个被await的Task？不，它表明目标async方法的所有执行，其中包括被await分割的链接Task，可是不包括非await形成的多线程执行。

 

以下代码，在doo是一个返回Task的async方法，而后在另外一个方法test中await调用doo，而后在Main方法中调用test（因为Main方法不容许加async，因此须要另外加一个async方法来使用await）

static void Main(string[] args)

{

    test();

    log("Main：调用test后");

    Thread.Sleep(Timeout.Infinite);

}

 

//Main方法不容许加async，因此咱们用这个方法使用await

static async void test()

{

    log("test: await以前");

    await doo();

    log("test: await以后");

}

 

//返回Task的async方法

static async Task doo()

{

    log("doo: Task结果：" + await Task.Run(() => { Thread.Sleep(1000); log("Task"); return 1; }));

    log("doo: Task结果：" + await Task.Run(() => { Thread.Sleep(1000); log("Task"); return 2; }));

    log("doo: Task结果：" + await Task.Run(() => { Thread.Sleep(1000); log("Task"); return 3; }));

    Thread.Sleep(1000);

    Console.WriteLine("doo中在Task外的Thread.Sleep执行完毕");

}

 

//输出方法：显示当前线程的ManagedThreadId

static void log(string msg)

{

    Console.WriteLine("{0}: {1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, msg);

}

 

上面代码会输出：

1: test: await以前

1: Main：调用test后

3: Task

3: doo: Task结果：1

4: Task

4: doo: Task结果：2

3: Task

3: doo: Task结果：3

doo中在Task外的Thread.Sleep执行完毕

3: test: await以后

 

前两句简单，调用test方法，await后的内容会被加在目标Task的后面，而后test立刻返回，因而输出“Main：调用test后”，同时他们都是在主线程中执行的，因此ManagedThreadId都是1。

 

接着后面就是另外一个Task的执行（固然在另外一个线程，也是test方法中await的目标Task）。这个所谓的Task就是doo方法的所有执行。因此doo中三个顺序执行的Task（经过await一个一个链接）依次执行，因此Task输出结果1，2，3。第一个Task的ManagedThreadId是3，第二个是4，第三个又是3，缘由是Task的内部执行使用了CLR的线程池，因此线程获得了重复利用。

 

接着doo方法尚未完，最后一个await形成doo方法后面的代码在这个await针对的Task执行后继续执行，因而输出：doo中Task外的Thread.Sleep执行完毕。

 

最后当doo完全执行完test的await才结束，因此最后一行输出：test：await以后。

 

 

上面我说过：被await的async方法返回的Task表明“目标async方法的所有执行，其中包括被await分割的链接Task，可是不包括非await形成的多线程执行”。

因此若是把返回Task的async方法（也就是上例中的doo方法）改为这样：

//返回Task的async方法

static async Task doo()

{

    log("doo: Task结果：" + await Task.Run(() => { Thread.Sleep(1000); log("Task"); return 1; }));

    log("doo: Task结果：" + await Task.Run(() => { Thread.Sleep(1000); log("Task"); return 2; }));

    log("doo: Task结果：" + await Task.Run(() => { Thread.Sleep(1000); log("Task"); return 3; }));

 

    //不使用await：线程池多线程

    ThreadPool.QueueUserWorkItem(_ =>

        {

            Thread.Sleep(1000);

            Console.WriteLine("ThreadPool.QueueUserWorkItem");

        });

 

    //不使用await：Task多线程

    Task.Run(() =>

        {

            Thread.Sleep(1000);

            Console.WriteLine("Task.Run");

        });

}

 

咱们加入了不用await的多线程执行，分别使用ThreadPool和Task，整个程序会输出这样的结果：

1: test: await以前

1: Main：调用test后

3: Task

3: doo: Task结果：1

4: Task

4: doo: Task结果：2

3: Task

3: doo: Task结果：3

3: test: await以后

Task.Run

ThreadPool.QueueUserWorkItem

 

不使用await的多线程彻底脱离了test方法中await的Task，是运行在test的await以后的。

 

另外Visual Studio会对Task.Run代码作以下警告：



 

提示：Because this call is not awaited, execution of the current method continues before the call is completed. Consider applying the ‘await’ operator to the result of the call.

就是说，若是不加await，当前方法会继续执行直到结束，不用管他，由于咱们如今就是在作在async方法中不用await的测试，呵呵。

 

 

或许你会问，为何要用这样的方式去await另外一个async方法返回的Task呢？咱们一直在讨论返回Task的async方法，我认为看一个返回Task<T>的async方法能够更好地解释这个问题。

 

下面咱们把上面的代码改为类似的返回Task<int>的async方法执行，那么doo方法返回Task<T>，他把本身方法内3个awaited Task的结果统一相加，最后返回结果并做为本身返回的Task的结果。而后在test方法中输出doo返回的结果。

 

完整代码：

static void Main(string[] args)

{

    test();

    log("Main：调用test后");

    Thread.Sleep(Timeout.Infinite);

}

 

//Main方法不容许加async，因此咱们用这个方法使用await

static async void test()

{

    log("test: await以前");

    Console.WriteLine("doo结果：{0}", await doo());

    log("test: await以后");

}

 

//返回Task的async方法

static async Task<int> doo()

{

    var res1 = await Task.Run(() => { Thread.Sleep(1000); log("awaited Task1执行"); return

    var res2 = await Task.Run(() => { Thread.Sleep(1000); log("awaited Task2执行"); return

    var res3 = await Task.Run(() => { Thread.Sleep(1000); log("awaited Task3执行"); return

 

    //不使用await：线程池多线程

    ThreadPool.QueueUserWorkItem(_ =>

        {

            Thread.Sleep(1000);

            Console.WriteLine("ThreadPool.QueueUserWorkItem");

        });

 

    //不使用await：Task多线程

    Task.Run(() =>

        {

            Thread.Sleep(1000);

            Console.WriteLine("Task.Run");

        });

 

    return res1 + res2 + res3;

}

 

//输出方法：显示当前线程的ManagedThreadId

static void log(string msg)

{

    Console.WriteLine("{0}: {1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, msg);

}

 

先看结果：

1: test: await以前

1: Main：调用test后

3: awaited Task1执行

4: awaited Task2执行

4: awaited Task3执行

doo结果：6

4: test: await以后

ThreadPool.QueueUserWorkItem

Task.Run

 

 

和上一个返回Task的例子同样，当在test方法中await doo方法返回的Task，doo内awaited Task都被先等了，而没有awaited的线程都并无被等，这是为何呢（也就是上面留下的那个问题）？下面用这个返回Task<int>的例子解释一下：

在test中await doo返回的Task，那么此时咱们须要他的结果，而他的结果是须要本身方法内所包含的其余awaited结果，能够理解成被等的子结果。因此本身的结果须要其余的结果，那么等这个结果必须须要等那些被依赖的结果也出来。因此test方法await doo方法的结果会一样等待全部doo内的await，不会管其余doo内非await的多线程执行（固然从技术角度讲，也是不可能的，由于async/await能够这样全靠的是编译器）。

摘自 Mgen