一文說通C#中的非同步程式設計補遺

前文寫了關於C#中的非同步程式設計。後台有無數人在討論，很多人把非同步和多執行緒混了。

文章在這兒：一文說通C#中的非同步程式設計

所以，本文從體系的角度，再寫一下這個非同步程式設計。

一、C#中的非同步程式設計演變

1. 非同步程式設計模型

這是C#中早期的非同步模型，透過IAsyncResult介面來實現。

實現的程式碼大體是這個樣子：

1	class MyClass<br>{<!-- --><br> IAsyncResult BeginAction(para ..., AsyncCallback callback, object state);<br> T EndAction(IAsyncResult async_result);<br>}<br>

這種方式在一些庫里還有保留，像FileSteam類里的BeginRead和EndRead方法組，就是這種方式。

程式設計時，不建議用這種方式。

2. 基於事件的非同步模型

這是C#中間一個轉場時期的非同步模型，核心是基於一個或多個事件、事件處理委派的衍生類別型，是一種使用多執行緒的模式。

這個模式在類別庫里，多用在Winform/WPF中的套件的事件處理，你可以隨便拿一個Framework 4.5以前的套件去研究，大多數都是這種方式。

這種方式的實現大體是這個樣子：

1	class MyClass<br>{<!-- --><br> void ActionAsync(para ...);<br> event ActionCompletedEventHandler action_completed;<br>}<br>

這種方式使用多執行緒，所以，它具有多執行緒的全部特點和要求。

從微軟的建議來看，Framework 4.5以後，並不推薦使用這種模式。

3. 基於任務的非同步模型

這種非同步模型從Framework 4.0以後引入，使用單一方法來表示非同步的開始和完成。這是目前推薦的非同步開發方式。在上個文章中的非同步模式，就是這個方式。

這個方式的程式碼實現是這樣的：

1	class MyClass<br>{<!-- --><br> Task<T> ActionAsync(para ...);<br>}<br>

我們所說的非同步，包括前文講的非同步，全部是基於這個基於任務的非同步模型來討論。

在這個模型下，前文說過，非同步不是多執行緒。今天再強調一遍，非同步不僅不是多執行緒，同時非同步也不一定會使用多執行緒。

為了防止不提供原網址的轉載，特在這裡加上原文連結：https://www.cnblogs.com/tiger-wang/p/13428372.html

二、非同步模型中的「任務」

先來看看任務：Task和Task，這是非同步模型的核心。

這個「任務」，是一種「承諾」，承諾會在稍後完成任務。

它有兩個關鍵字：async和await。注意：是await，不是wait。這兒再強調一下，Task.Wait是個同步方法，用在多執行緒中等待。Task是Thread的子集，因此繼承了Wait方法，但這個方法不是給非同步用的。

在某些情況下，非同步可以採用多執行緒來實現，這時候，Task.Wait可以用，但這是以多執行緒的身份來使用的，用出問題要查執行緒，而不是非同步。

關於非同步中Task和async、await配合的部分，可以去看前一個文章。地址在：一文說通C#中的非同步程式設計，這兒不再說了。

三、非同步程式設計的兩種模式

1. 單執行緒模式

先看程式碼：

1	Task<string> GetHtmlAsync()<br>{<!-- --><br> var client = new HttpClient();<br> var gettask = client.GetStringAsync("https://home.cnblogs.com/u/tiger-wang");<br><br> return await gettask;<br>}<br>

這種模式下，這個非同步工作於單執行緒狀態。程式碼雖然回傳一個任務Task，在這個任務依然在主執行緒中，並沒有生成一個新的執行緒。換句話說，這種方式不額外佔用執行緒池資源，也不需要考慮多執行緒開發中執行緒鎖定、資料一致性等問題。

因為執行緒沒有切換，所以也不存在上下文切換的問題。

2. 多執行緒模式

既然Task派生自Thread，當然也可以用多執行緒來實現非同步。

看程式碼：

1	Task<string> GetHtmlAsync()<br>{<!-- --><br> var gettask = Task.Run(() => {<!-- --><br> var client = new HttpClient();<br> return client.GetStringAsync("https://home.cnblogs.com/u/tiger-wang");<br> });<br><br> return await gettask;<br>}<br>

對方上一段程式碼，把呼叫client.GetStringAsync的部分放到了Task.Run里。

這種方式中，非同步被放到了主執行緒以外的新執行緒中執行，換句話說，這個非同步在以多執行緒的方式執行。

在這種模式下，async和await的配合，以及對程式執行次序的控制，跟單執行緒模式是完全一樣的。但是要注意，前邊說了，async和await是非同步的關鍵字，它不管多執行緒的事，也不會為多執行緒提供任何保護。多執行緒中的併發鎖、資料鎖、上下文切換，還需要以多執行緒的方式另外搞定。Task.Run的內部程式碼會佔用執行緒池資源，並在一個可用的執行緒上與主執行緒並行執行。

四、非同步的兩個額外狀態

1. 取消

非同步針對的是需要耗用長時間執行的工作。在工作過程中，如果需要，我們可以取消非同步的執行。系統提供了一個類CancellationToken來處理這個工作。

定義方式：

1	Task<T> ActionAsync(para ..., CancellationToken cancellationtoken);<br>

呼叫方式：

1	CancellationTokenSource source = new CancellationTokenSource();<br>CancellationToken cancel_token = source.Token;<br><br>await ActionAsync(para, cancel_token);<br>

需要取消時：

1	source.Cancel();<br>

就可以了。

在做API時，非同步中加個CancellationToken，是基本的程式碼禮節。

2. 進度

長時間執行，如果能給出個進度也不錯。

定義方式：

1	Task<T> ActionAsync(para ..., IProgress<T> progress);<br>

其中，T是需要回傳的進度值，可以是各種需要的型別。

當然，我們需要實現IProgress：

1	public class Progress<T> : IProgress<T> <br>{ <br> public Progress(); <br> public Progress(Action<T> handler); <br> protected virtual void OnReport(T value); <br> public event EventHandler<T> ProgressChanged; <br>} <br>

IProgress透過回呼來發送進度值，引發捕獲並處理。

全文完。

這篇文章是對前一篇文章的補充和擴展。所以，要兩篇一起看，才更好。

一文說通C#中的非同步程式設計

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