C#异步编程

时间:2022-05-28 Ruby_Lu 人气:0

使用异步编程，方法调用是在后台运行（通常在线程和任务的帮助下），并且不会阻塞调用线程。
异步编程有三种模式：异步模式，基于事件的异步模式和基于任务的异步模式（TAP）。

一.异步模式

从.NET 1.0开始 .NET Framework就提供了异步特性，.NET Framework的许多类（但不是全部类）都实现了一个或多个异步模式，自定义类可以通过委托类型实现异步模式。
.NET Framework的许多类的异步模式定义了BeginXXX()方法和EndXXX方法。如HttpWebRequest类有一个同步方法GetResponse方法，其异步方法就是BeginGetResponse和EndGetResponse方法。BeginXXX()方法接受其同步方法的所有输入参数，EndXXX方法使用同步方法的所有输出参数，并按照同步方法的返回类型来返回结果。使用异步模式时，BeginXXX()方法还定义了一个AsyncCallback参数，用于接受在异步方法执行完成后调用的委托。BeginXXX()方法返回IAsyncResult，用于验证调用是否完成，并且一直等到方法的执行结束。

var client = new HttpWebRequest();
        client.BeginGetResponse( ar =>
        {
            client.EndGetResponse(ar);

        },null);

自定义类可以通过委托类型实现异步模式：
先编写一个同步示例：　　

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Thread.Sleep(5000);
            //MessageBox.Show("同步完成！");
        }

在窗体上点击该按钮时，线程睡眠五秒，五秒内不可以操作窗体。五秒之后才可以进行别的操作。
编写异步模式：　　

private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Func<int,string> suncTest = (e1) =>
            {
                Thread.Sleep(e1);
                return "异步模式完成！";
            };

            suncTest.BeginInvoke(5000,ar =>
            {
                string re =  suncTest.EndInvoke(ar);
                MessageBox.Show(re);

            }, null);
        }

定义一个委托，并添加要执行的方法。然后调用BeginInvoke方法进行异步执行。BeginInvoke方法可以传递添加方法的参数，第一个参数是添加的方法的参数，第二个参数的类型是AsyncCallback。AsyncCallback是一个委托，需要IAsyncResult作为参数。当执行完异步方法之后，将调用这个委托引用的方法。使用suncTest.EndInvoke(ar)方法来检索结果。
这里不能直接把结果返回给UI，因为UI绑定到一个单独的线程，而回调方法在一个后台线程中运行。需要使用窗体的Invoke方法，它在会绑定到UI的集合中添加项。

Func<int,string> suncTest = (e1) =>
            {
                Thread.Sleep(e1);
                return "异步模式完成！";
            };
            string s = this.Invoke(suncTest, 5000).ToString();
            label1.Text = s;

二.基于事件的异步模式

在WF和WPF中，使用异步模式更新界面很复杂。.NET 2.0 推出基于事件的异步模式。在这种模式中，事件处理程序是被拥有同步上下文的线程调用，所以更新界面会很容易。这种模式也称为异步组件模式。
同样.NET Framework中的许多类提供了基于事件异步模式的方法，基于事件的异步模式定义了带有“Async”后缀的方法。

var client = new WebClient();
        client.Credentials = req.Credentials;
        client.DownloadStringCompleted += (sender1, e1) =>
          {
            string resp = e1.Result;
            var images = req.Parse(resp);
            foreach (var image in images)
            {
              searchInfo.List.Add(image);
            }
          };
        client.DownloadStringAsync(new Uri(req.Url));

对于自定义的类可以使用BackgroundWorker类(可以查看MSDN)来实现基于事件的异步模式：

private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
            {
                string s="";
                BackgroundWorker bw = new BackgroundWorker();
                bw.DoWork += (sender1,e1) =>
                {
                    Thread.Sleep(5000);
                    s = "基于事件的异步完成！";
                };

                bw.RunWorkerCompleted += (sender1, e1) =>
                    {
                        label1.Text = s;
                    };

                bw.RunWorkerAsync();
            }

这里定义要调用的一个事件。当调用RunWorkerAsync()方法时，触发DoWork事件。当异步方法执行完成之后会触发RunWorkerCompleted事件，该事件会执行添加的方法。
这里可以直接访问UI元素，因为事件处理程序是从拥有上下文的线程中调用的，在WF和WPF应用程序中，拥有同步上下文的线程就是UI线程。

三.基于任务的异步模式（TAP）

在.NET 4.5中推出基于任务的异步模式。这种是基于.NET 4.0 中新增的Task类型，并通过async和await关键字来使用编译器功能。
同样.NET Framework中的许多类提供了基于事件异步模式的方法，基于事件的异步模式定义了带有“Async”后缀的方法，并返回一个Task类型。
这里介绍自定义的基于任务的异步模式

private async void button4_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            
            string re =  await AsyncTaskTestAsync();
            label1.Text =re;
        }

        Task<string> AsyncTaskTestAsync()
        {
            return Task.Run(() =>
                {
                    Thread.Sleep(5000);
                    return "基于任务的异步完成！";
                }
            );
        }

基于任务的异步模式指定，在异步方法名后最好加上Async后缀，并返回一个任务。这里返回Task<string>。调用AsyncTaskTestAsync()时不需要声明一个Task<string>变量来设置AsyncTaskTestAsync()方法的返回结果。只需要声明一个string类型的变量，并使用await关键字。await关键字会接触线程（这里是UI线程）的阻塞，完成其它任务。当AsyncTaskTestAsync()方法完成之后，返回UI线程，UI线程就可以从后台线程中获得结果。然后执行await后面的代码。
使用await关键字需要用async修饰声明的方法。在AsyncTaskTestAsync方法完成前，该方法内的其它代码不会继续执行，但是启动button4_Click方法的线程可以被重用。
async只能用于返回Task或void的方法。不能用于程序的入口，即Main方法。await只能用于返回Task的方法。

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