async和await實例分析

本文小編為大家詳細介紹“async和await實例分析”，內容詳細，步驟清晰，細節處理妥當，希望這篇“async和await實例分析”文章能幫助大家解決疑惑，下面跟著小編的思路慢慢深入，一起來學習新知識吧。

創建

static void Main(){      new Thread(Go).Start();  // .NET 1.0開始就有的       Task.Factory.StartNew(Go); // .NET 4.0 引入了 TPL      Task.Run(new Action(Go)); // .NET 4.5 新增了一個Run的方法  }   public static void Go(){      Console.WriteLine("我是另一個線程");  }

這里面需要注意的是，創建Thread的實例之后，需要手動調用它的Start方法將其啟動。但是對于Task來說，StartNew和Run的同時，既會創建新的線程，并且會立即啟動它。

線程池 

線程的創建是比較占用資源的一件事情，.NET 為我們提供了線程池來幫助我們創建和管理線程。Task是默認會直接使用線程池，但是Thread不會。如果我們不使用Task，又想用線程池的話，可以使用ThreadPool類。

static void Main() {      Console.WriteLine("我是主線程：Thread Id {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);      ThreadPool.QueueUserWorkItem(Go);         Console.ReadLine();  }     public static void Go(object data) {      Console.WriteLine("我是另一個線程:Thread Id {0}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);  }

傳入參數

static void Main() {      new Thread(Go).Start("arg1"); // 沒有匿名委托之前，我們只能這樣傳入一個object的參數         new Thread(delegate(){  // 有了匿名委托之后...          GoGoGo("arg1", "arg2", "arg3");      });         new Thread(() => {  // 當然,還有 Lambada          GoGoGo("arg1","arg2","arg3");      }).Start();         Task.Run(() =>{  // Task能這么靈活，也是因為有了Lambda呀。          GoGoGo("arg1", "arg2", "arg3");      });  }     public static void Go(object name){      // TODO  }     public static void GoGoGo(string arg1, string arg2, string arg3){      // TODO  }

返回值

Thead是不能返回值的，但是作為更高級的Task當然要彌補一下這個功能。

static void Main() {      // GetDayOfThisWeek 運行在另外一個線程中      var dayName = Task.Run<string>(() => { return GetDayOfThisWeek(); });      Console.WriteLine("今天是：{0}",dayName.Result);  }

共享數據

上面說了參數和返回值，我們來看一下線程之間共享數據的問題。

private static bool _isDone = false;      static void Main(){      new Thread(Done).Start();      new Thread(Done).Start();  }     static void Done(){      if (!_isDone) {          _isDone = true; // 第二個線程來的時候，就不會再執行了(也不是絕對的，取決于計算機的CPU數量以及當時的運行情況)          Console.WriteLine("Done");      }  }

線程之間可以通過static變量來共享數據。

線程安全

我們先把上面的代碼小小的調整一下，就知道什么是線程安全了。我們把Done方法中的兩句話對換了一下位置 。

private static bool _isDone = false;      static void Main(){      new Thread(Done).Start();      new Thread(Done).Start();      Console.ReadLine();  }     static void Done(){      if (!_isDone) {         Console.WriteLine("Done"); // 猜猜這里面會被執行幾次？          _isDone = true;       }  }

上面這種情況不會一直發生，但是如果你運氣好的話，就會中獎了。因為***個線程還沒有來得及把_isDone設置成true，第二個線程就進來了，而這不是我們想要的結果，在多個線程下，結果不是我們的預期結果，這就是線程不安全。

鎖

要解決上面遇到的問題，我們就要用到鎖。鎖的類型有獨占鎖，互斥鎖，以及讀寫鎖等，我們這里就簡單演示一下獨占鎖。

private static bool _isDone = false;  private static object _lock = new object();  static void Main(){      new Thread(Done).Start();      new Thread(Done).Start();      Console.ReadLine();  }     static void Done(){      lock (_lock){          if (!_isDone){              Console.WriteLine("Done"); // 猜猜這里面會被執行幾次？              _isDone = true;          }      }  }

再我們加上鎖之后，被鎖住的代碼在同一個時間內只允許一個線程訪問，其它的線程會被阻塞，只有等到這個鎖被釋放之后其它的線程才能執行被鎖住的代碼。

Semaphore 信號量

我實在不知道這個單詞應該怎么翻譯，從官方的解釋來看，我們可以這樣理解。它可以控制對某一段代碼或者對某個資源訪問的線程的數量，超過這個數量之后，其它的線程就得等待，只有等現在有線程釋放了之后，下面的線程才能訪問。這個跟鎖有相似的功能，只不過不是獨占的，它允許一定數量的線程同時訪問。

static SemaphoreSlim _sem = new SemaphoreSlim(3);    // 我們限制能同時訪問的線程數量是3  static void Main(){      for (int i = 1; i <= 5; i++) new Thread(Enter).Start(i);      Console.ReadLine();  }     static void Enter(object id){      Console.WriteLine(id + " 開始排隊...");      _sem.Wait();      Console.WriteLine(id + " 開始執行！");                Thread.Sleep(1000 * (int)id);                     Console.WriteLine(id + " 執行完畢，離開！");            _sem.Release();  }

在最開始的時候，前3個排隊之后就立即進入執行，但是4和5，只有等到有線程退出之后才可以執行。

異常處理

其它線程的異常，主線程可以捕獲到么？

public static void Main(){      try{          new Thread(Go).Start();      }      catch (Exception ex){          // 其它線程里面的異常，我們這里面是捕獲不到的。          Console.WriteLine("Exception!");      }  }  static void Go() { throw null; }

那么升級了的Task呢？

public static void Main(){      try{          var task = Task.Run(() => { Go(); });          task.Wait();  // 在調用了這句話之后，主線程才能捕獲task里面的異常             // 對于有返回值的Task, 我們接收了它的返回值就不需要再調用Wait方法了          // GetName 里面的異常我們也可以捕獲到          var task2 = Task.Run(() => { return GetName(); });          var name = task2.Result;      }      catch (Exception ex){          Console.WriteLine("Exception!");      }  }  static void Go() { throw null; }  static string GetName() { throw null; }

一個小例子認識async & await

static void Main(string[] args){      Test(); // 這個方法其實是多余的, 本來可以直接寫下面的方法      // await GetName()        // 但是由于控制臺的入口方法不支持async,所有我們在入口方法里面不能 用 await                     Console.WriteLine("Current Thread Id :{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);  }     static async Task Test(){      // 方法打上async關鍵字，就可以用await調用同樣打上async的方法      // await 后面的方法將在另外一個線程中執行      await GetName();  }     static async Task GetName(){      // Delay 方法來自于.net 4.5      await Task.Delay(1000);  // 返回值前面加 async 之后，方法里面就可以用await了      Console.WriteLine("Current Thread Id :{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);      Console.WriteLine("In antoher thread.....");  }

await 的原形

await后的的執行順序 

感謝 locus的指正， await 之后不會開啟新的線程(await 從來不會開啟新的線程)，所以上面的圖是有一點問題的。

await 不會開啟新的線程，當前線程會一直往下走直到遇到真正的Async方法（比如說HttpClient.GetStringAsync），這個方法的內部會用Task.Run或者Task.Factory.StartNew 去開啟線程。也就是如果方法不是.NET為我們提供的Async方法，我們需要自己創建Task，才會真正的去創建線程。

static void Main(string[] args)  {      Console.WriteLine("Main Thread Id: {0}\r\n", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);      Test();      Console.ReadLine();  }     static async Task Test()  {      Console.WriteLine("Before calling GetName, Thread Id: {0}\r\n", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);      var name = GetName();   //我們這里沒有用 await,所以下面的代碼可以繼續執行      // 但是如果上面是 await GetName()，下面的代碼就不會立即執行，輸出結果就不一樣了。      Console.WriteLine("End calling GetName.\r\n");      Console.WriteLine("Get result from GetName: {0}", await name);  }     static async Task<string> GetName()  {      // 這里還是主線程      Console.WriteLine("Before calling Task.Run, current thread Id is: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);      return await Task.Run(() =>      {          Thread.Sleep(1000);          Console.WriteLine("'GetName' Thread Id: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);          return "Jesse";      });  }

我們再來看一下那張圖：

1. 進入主線程開始執行

2. 調用async方法，返回一個Task，注意這個時候另外一個線程已經開始運行，也就是GetName里面的 Task 已經開始工作了

3. 主線程繼續往下走

4. 第3步和第4步是同時進行的，主線程并沒有掛起等待

5. 如果另一個線程已經執行完畢，name.IsCompleted=true，主線程仍然不用掛起，直接拿結果就可以了。如果另一個線程還同有執行完畢, name.IsCompleted=false，那么主線程會掛起等待，直到返回結果為止。

只有async方法在調用前才能加await么？

static void Main(){      Test();      Console.ReadLine();  }     static async void Test(){      Task<string> task = Task.Run(() =>{          Thread.Sleep(5000);          return "Hello World";      });      string str = await task;  //5 秒之后才會執行這里      Console.WriteLine(str);  }

答案很明顯：await并不是針對于async的方法，而是針對async方法所返回給我們的Task，這也是為什么所有的async方法都必須返回給我們Task。所以我們同樣可以在Task前面也加上await關鍵字，這樣做實際上是告訴編譯器我需要等這個Task的返回值或者等這個Task執行完畢之后才能繼續往下走。

不用await關鍵字，如何確認Task執行完畢了？

static void Main(){      var task = Task.Run(() =>{          return GetName();      });         task.GetAwaiter().OnCompleted(() =>{          // 2 秒之后才會執行這里          var name = task.Result;          Console.WriteLine("My name is: " + name);      });         Console.WriteLine("主線程執行完畢");      Console.ReadLine();  }     static string GetName(){      Console.WriteLine("另外一個線程在獲取名稱");      Thread.Sleep(2000);      return "Jesse";  }

Task.GetAwaiter()和await Task 的區別？

• 加上await關鍵字之后，后面的代碼會被掛起等待，直到task執行完畢有返回值的時候才會繼續向下執行，這一段時間主線程會處于掛起狀態。

• GetAwaiter方法會返回一個awaitable的對象（繼承了INotifyCompletion.OnCompleted方法）我們只是傳遞了一個委托進去，等task完成了就會執行這個委托，但是并不會影響主線程，下面的代碼會立即執行。這也是為什么我們結果里面***句話會是 “主線程執行完畢”！

Task如何讓主線程掛起等待？

上面的右邊是屬于沒有掛起主線程的情況，和我們的await仍然有一點差別，那么在獲取Task的結果前如何掛起主線程呢？

static void Main(){      var task = Task.Run(() =>{          return GetName();      });         var name = task.GetAwaiter().GetResult();      Console.WriteLine("My name is:{0}",name);         Console.WriteLine("主線程執行完畢");      Console.ReadLine();  }     static string GetName(){      Console.WriteLine("另外一個線程在獲取名稱");      Thread.Sleep(2000);      return "Jesse";  }

Task.GetAwait()方法會給我們返回一個awaitable的對象，通過調用這個對象的GetResult方法就會掛起主線程，當然也不是所有的情況都會掛起。還記得我們Task的特性么？ 在一開始的時候就啟動了另一個線程去執行這個Task，當我們調用它的結果的時候如果這個Task已經執行完畢，主線程是不用等待可以直接拿其結果的，如果沒有執行完畢那主線程就得掛起等待了。

await 實質是在調用awaitable對象的GetResult方法

static async Task Test(){      Task<string> task = Task.Run(() =>{          Console.WriteLine("另一個線程在運行！");  // 這句話只會被執行一次          Thread.Sleep(2000);          return "Hello World";      });         // 這里主線程會掛起等待，直到task執行完畢我們拿到返回結果      var result = task.GetAwaiter().GetResult();        // 這里不會掛起等待，因為task已經執行完了，我們可以直接拿到結果      var result2 = await task;           Console.WriteLine(str);  }

讀到這里，這篇“async和await實例分析”文章已經介紹完畢，想要掌握這篇文章的知識點還需要大家自己動手實踐使用過才能領會，如果想了解更多相關內容的文章，歡迎關注億速云行業資訊頻道。