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关于C#中async/await的用法实例详解

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一直对c#中async/await的用法模模糊糊,不太清晰,今天写了一下Demo彻底明确一下async/await的用法,以免因为对其不了解而对后期的业务产生影响(比如事务导致的锁表等等)。

1. 首先,async/await一般是成对出现才有意义。其意义在于可以等待异步操作完成后继续顺序执行,而不是异步操作还没处理完成主线程就进行了下一步。

假设,我们现在要模拟简单的下载场景,首先用户点击下载,那么就调用DownloadHandle方法(异步)进行下载,然后通知用户下载完成。其使用async/await的区别如下:

(1)使用async/await 的情况:

internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            DownloadHandle();
            Console.ReadLine();
        }
        /// <summary>
        /// 正常使用async/await时,符合正常的业务逻辑:
        /// 1. 通知用户下载开始
        /// 2. 异步下载
        /// 3. 等待异步下载完成后给用户提示下载完成
        /// </summary>
        public static async void DownloadHandle()
        {
            Console.WriteLine("下载开始!->主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            await Download();
            Console.WriteLine("下载完成!->主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

        }
        /// <summary>
        /// 下载
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static Task Download()
        {
            return Task.Run(() =>
            {
                Console.WriteLine("下载线程ID:->" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Console.WriteLine("10%");
                Console.WriteLine("30%");
                Console.WriteLine("50%");
                Console.WriteLine("60%");
                Console.WriteLine("80%");
                Console.WriteLine("99%");
                Console.WriteLine("100%");
            });
        }
    }

结果如下:

可以看到,即时下载使用了异步(线程ID不同也表明了当前使用了异步),业务逻辑最终还是按照我们的需求,按顺序正序执行了。

(2)不使用async/await的情况:

internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            DownloadHandle();
            Console.ReadLine();
        }
        /// <summary>
        /// 不适用async/await时,则代码执行顺序时混乱的,不符合业务逻辑:
        /// 1. 通知用户下载开始
        /// 2. 提示下载完成
        /// 3. 开始下载
        /// </summary>
        public static void DownloadHandle()
        {
            Console.WriteLine("下载开始!->主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Download();
            Console.WriteLine("下载完成!->主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

        }
        /// <summary>
        /// 下载
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static Task Download()
        {
            return Task.Run(() =>
            {
                Console.WriteLine("下载线程ID:->" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Console.WriteLine("10%");
                Console.WriteLine("30%");
                Console.WriteLine("50%");
                Console.WriteLine("60%");
                Console.WriteLine("80%");
                Console.WriteLine("99%");
                Console.WriteLine("100%");
            });
        }
    }

结果如下:

可以看到,代码执行顺序混乱了,“下载完成” 跑到了 “下载线程ID” 前面去了,完全没有按照我们预期的顺序执行。

2. 如果可以await的方法不进行await,那将会怎样呢?

(1)如果被调用的异步方法内部使用了Task.Run,那结果可参考我们1中进行讲述的结果。开发者可根据实际需要来进行调用,如果异步方法的调用结果与其上下文逻辑没有严格的执行要求,则可以不进行await(比如记录日志等等)。反之,则需要加await。

(2)如果被调用的异步方法内部只是返回了Task.CompletedTask,即时使用了await/async实际上还是等于同步执行,如下图。

internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            DownloadHandle();
            Console.ReadLine();
        }
        /// <summary>
        /// 模拟下载
        /// </summary>
        public static async void DownloadHandle()
        {
            Console.WriteLine("下载开始!->主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            await Download();
            Console.WriteLine("下载完成!->主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

        }
        /// <summary>
        /// 下载
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static Task Download()
        {
            Console.WriteLine("下载线程ID:->" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Console.WriteLine("10%");
            Console.WriteLine("30%");
            Console.WriteLine("50%");
            Console.WriteLine("60%");
            Console.WriteLine("80%");
            Console.WriteLine("99%");
            Console.WriteLine("100%");
            return Task.CompletedTask;
        }

结果如图:

可以看到,即使DonwloadHandle方法使用了await/async,还是进行了同步执行,并没有异步效果(可从所有线程ID相同看出)

3.小技巧: 异步方法的返回值类型一般都是Task或者Task<T>类型的,当返回值为Task时(即方法的返回值类型为void),我们可以直接return Task.Run(()=>{})(以下第一段代码),而不必awaitTask.Run(()=>{})(以下第二段代码),这样也可从一定程度上提高代码执行效率。

/// <summary>
        /// 下载
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static Task Download()
        {
            return Task.Run(() =>
            {
                Console.WriteLine("下载线程ID:->" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Console.WriteLine("10%");
                Console.WriteLine("30%");
                Console.WriteLine("50%");
                Console.WriteLine("60%");
                Console.WriteLine("80%");
                Console.WriteLine("99%");
                Console.WriteLine("100%");
            });
        }
/// <summary>
        /// 下载
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static async Task Download()
        {
            await Task.Run(() =>
            {
                Console.WriteLine("下载线程ID:->" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Console.WriteLine("10%");
                Console.WriteLine("30%");
                Console.WriteLine("50%");
                Console.WriteLine("60%");
                Console.WriteLine("80%");
                Console.WriteLine("99%");
                Console.WriteLine("100%");
            });
        }

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