1 异步编程的重要性
C#5.0最重要的改进是提供了更强大的异步编程,C#5.0仅增加两个关键字Async和Await,使用异步编程,方法调用是后台运行(通常在线程和任务的帮助下),并且不会阻塞调用线程。
2 异步模式
从.net1.0开始就提供了异步特性,而且.NET Framework的许多类都实现了一个或多个异步模式(委托也实现了异步模式)。因为在WIndows From和WPF中用异步模式更新界面比较复杂,所以在2.0中提供了基于事件的异步模式。现在在4.5中推出了另外一种新的方式来实现异步编程:基于任务的异步模式。这种模式是基于4.0中新增的Task类型,和一个利用Async和Await关键字的编译器功能。
2.1 同步调用
WebClient wc = string s= wc.DownloadString("你的URL");
运行该代码,程序一直在等待DownloadString的完成,在这种情况下使用异步非常有必要的。
2.2异步模式
使用异步模式是进行异步调用的方式之一,实现异步模式定义BeginXXX和EndXXX方法。如果有一个同步方法DownloadStrring,异步方法将转化成了两个方法BeginDownloadString和EndDownloadString方法。BeginXXX方法接受同步方法的所有输入的参数,并且还定义了一个AsyncCallBack参数,用于接收在异步方法执行完毕后的被调用的委托,该方法返回一个IAsyncResult,用于验证调用是否已经完成,并且一直等待,直到方法的执行完毕。EndXXX方法同步方法的所有的输出参数,并按照同步方法的返回类型来返回结果。WebClient类没有实现异步模式,但可以用HttpWebRequest来代替
HttpWebRequest req =(HttpWebRequest)WebRequest.Create("你的URL"); IAsyncResult result= req.BeginGetResponse("",); req.EndGetResponse();
异步模式的优势是使用委托功能就能实现异步编程,不用改变程序的行为,也不会阻塞界面的操作。
2.3基于事件的异步模式
基于事件的异步模式定义了一个带有"Aysnc"后缀的方法。异步方法完成时不是定义被调用的委托,而是定义事件。
WebClient client = new WebClient(); client.DownloadStringCompleted += (sender, e1) => { }; client.DownloadStringAsync(new Uri("你的URL"));
基于事件的异步方式的优势是易用。
2.4基于任务的异步模式
public async void Fun() { WebClient client = new WebClient(); string s = await client.DownloadStringTaskAsync("你的URL"); }
现在代码简单多了,并且没有阻塞。
3 异步编程的基础
async和await关键字只是编译器功能,编译器会用Task创建代码。
3.1创建任务
static string Greeting(string name) { Thread.Sleep(); return string.Format("Hello ,{0}", name); } static Task<string> GreetingAsync() { return Task.Run<string>(()=> { return Greeting(name); }); }
3.2调用异步方法
可以使用Await关键字来调用返回任务的异步方法GreetingAsync,使用Await关键字需要使用Async修饰声明的方法。在完成GreetingAsync方法前该方法内的其它代码不会被执行。
private async static void CallWithAsync() { string result = await GreetingAsync("郑隆"); Console.WriteLine(result); }
如果异步方法的结果不传递给变量,也可以直接在参数中使用Await关键字。
private async static void CallWithAsync2() { Console.WriteLine(await GreetingAsync("郑隆")); }
Async修饰符只能用于返回Task和void的方法。不能用于程序的入口。
3.3延续任务
Task类的ContinueWith方法定义了任务完成后将要调用的代码。
private static void CallerWithContinuationTask() { Task<string> t1 = GreetingAsync("郑隆"); t1.ContinueWith(t => { string result = t.Result; Console.WriteLine(result); }); }
3.4使用多个异步方法
在一个异步方法中,可以调用不止一个异步方法。
public async static void MultipleAsyncMethods() { string s1 = await GreetingAsync("zhenglong1"); string s2 = await GreetingAsync("zhenglong2"); Console.WriteLine("Finished both methods.\n"+"Result 1:{0}\n Result 2:{1}",s1,s2); }
Task.WhenAll组合器,可以让你等待直到两个任务都完成。
public async static void MultipleAsyncMethodsWithCombinators1() { Task<string> t1= GreetingAsync("zhenglong1"); Task<string> t2 = GreetingAsync("zhenglong2"); await Task.WhenAll(t1,t2); Console.WriteLine("Finished both methods.\n" + "Result 1:{0}\n Result 2:{1}", t1.Result, t2.Result); }
Task的WhenAll方法是在所有传入的任务都完成了才返回Task,而WhenAny是在其中的一个任务已完成就会返回Task。
3.5转换异步模式
并非.NET Freamwork的所有的类在4.5中都引入了新的异步方法。
private static Func<string, string> greetingInvoker = Greeting; static IAsyncResult BeginGreeting(string name,AsyncCallback callback,object state) { return greetingInvoker.BeginInvoke(name, callback, state); } static string EndGreeting(IAsyncResult ar) { return greetingInvoker.EndInvoke(ar); } private async static void ConvertingAsyncPattern() { string s = await Task<string>.Factory.FromAsync(BeginGreeting, EndGreeting, "zhenglong", null); Console.WriteLine(s); }
4 错误处理
public static async Task ThrowAfter(int ms,string message) { await Task.Delay(ms); throw new Exception(message); } public static void DontHandle() { try { ThrowAfter(,"first"); } catch (Exception ex) { } }
以上代码并不能捕获到异常,应为在ThrowAfter抛出异常之前DontHandle已经执行完了。
4.1 异步方法的异常处理
异步方法异常的一个较好的处理是使用关键字Await,然后将其放在try中
public async static void HandleErrorOne() { try { , "first"); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine(ex.Message); } }
4.2 多个异步方法的异常处理
public static async void StatTwoTasks() { try { ,"frist"); , "second"); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine(ex.Message); } }
如上代码并不能捕获全部的异常,原因是因为在第一个异常抛出后程序就进入了catch。解决方法
public static async void StatTwoTasksParallel() { try { Task t1 = ThrowAfter(, "zhenglong1"); Task t2 = ThrowAfter(, "zhenglong2"); await Task.WhenAll(t1,t2); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine(ex.Message); } }
4.3 AggregateException类
为了得到所有的异常信息,可以将Task.WhenAll返回的结果写到一个Task中,这个任务一直等待所有的任务完成。
public static async void ShowAggregateException() { Task taskResult = null; try { Task t1 = ThrowAfter(, "zhenglong1"); Task t2 = ThrowAfter(, "zhenglong2"); await(taskResult= Task.WhenAll(t1, t2)); } catch (Exception ex) { Console.WriteLine(ex.Message); foreach (var item in taskResult.Exception.InnerExceptions) { Console.WriteLine(item.Message); } } }
5取消
在某种情况下,后台任务可能运行很长的时间,取消任务就非常有用了。
5.1 开始取消任务
private CancellationTokenSource cts; public void Cancle() { if (cts != null) cts.Cancel(); }
CancellationTokenSource 类还支持在指定时间后才取消任务,CancelAfter方法在应该取消的任务后传入一个时间值,单位是ms.
5.2开始框架的特性任务取消
public async void CancelTwo() { cts = new CancellationTokenSource(); HttpClient hc = new HttpClient(); var s=await hc.GetAsync("Url", cts.Token); }
5.3取消自定义任务
await Task.Run(()=> { },cts.Token);
现在用户就可以取消运行时间长的任务了。