走进异步编程的世界 - 剖析异步方法(上)
序
这是上篇《走进异步编程的世界 - 开始接触 async/await 异步编程》(入门)的第二章内容,主要是与大家共同深入探讨下异步方法。
本文要求了解委托的使用。
目录
介绍异步方法
关于 async 关键字:
①在返回类型之前包含 async 关键字
②它只是标识该方法包含一个或多个 await 表达式,即,它本身不创建异步操作。
③它是上下文关键字,即可作为变量名。
现在先来简单分析一下这三种返回值类型:void、Task 和 Task<T>
(1)Task<T>:调用方法要从调用中获取一个 T 类型的值,异步方法的返回类型就必须是Task<T>。调用方法从 Task 的 Result 属性获取的就是 T 类型的值。
private static void Main(string[] args)
{
Task<int> t = Calculator.AddAsync(, ); //一直在干活 Console.WriteLine($"result: {t.Result}"); Console.Read();
}
Program.cs
internal class Calculator
{
private static int Add(int n, int m)
{
return n + m;
} public static async Task<int> AddAsync(int n, int m)
{
int val = await Task.Run(() => Add(n, m)); return val;
}
}
图2
图3
(2)Task:调用方法不需要从异步方法中取返回值,但是希望检查异步方法的状态,那么可以选择可以返回 Task 类型的对象。不过,就算异步方法中包含 return 语句,也不会返回任何东西。
private static void Main(string[] args)
{
Task t = Calculator.AddAsync(, ); //一直在干活 t.Wait();
Console.WriteLine("AddAsync 方法执行完成"); Console.Read();
}
Program.cs
internal class Calculator
{
private static int Add(int n, int m)
{
return n + m;
} public static async Task AddAsync(int n, int m)
{
int val = await Task.Run(() => Add(n, m));
Console.WriteLine($"Result: {val}");
}
}
图4
图5
(3)void:调用方法执行异步方法,但又不需要做进一步的交互。
private static void Main(string[] args)
{
Calculator.AddAsync(, ); //一直在干活 Thread.Sleep(); //挂起1秒钟
Console.WriteLine("AddAsync 方法执行完成"); Console.Read();
}
Program.cs
internal class Calculator
{
private static int Add(int n, int m)
{
return n + m;
} public static async void AddAsync(int n, int m)
{
int val = await Task.Run(() => Add(n, m));
Console.WriteLine($"Result: {val}");
}
}
Calculator.cs
图6
图7
一、控制流
二、await 表达式
await 表达式指定了一个异步执行的任务。默认情况,该任务在当前线程异步执行。
每一个任务就是一个 awaitable 类的实例。awaitable 类型指包含 GetAwaiter() 方法的类型。
实际上,你并不需要构建自己的 awaitable,一般只需要使用 Task 类,它就是 awaitable。
最简单的方式是在方法中使用 Task.Run() 来创建一个 Task。【注意】它是在不同的线程上执行方法。
让我们一起来看看示例。
internal class Program
{
private static void Main(string[] args)
{
var t = Do.GetGuidAsync();
t.Wait(); Console.Read();
} private class Do
{
/// <summary>
/// 获取 Guid
/// </summary>
/// <returns></returns>
private static Guid GetGuid() //与Func<Guid> 兼容
{
return Guid.NewGuid();
} /// <summary>
/// 异步获取 Guid
/// </summary>
/// <returns></returns>
public static async Task GetGuidAsync()
{
var myFunc = new Func<Guid>(GetGuid);
var t1 = await Task.Run(myFunc); var t2 = await Task.Run(new Func<Guid>(GetGuid)); var t3 = await Task.Run(() => GetGuid()); var t4 = await Task.Run(() => Guid.NewGuid()); Console.WriteLine($"t1: {t1}");
Console.WriteLine($"t2: {t2}");
Console.WriteLine($"t3: {t3}");
Console.WriteLine($"t4: {t4}");
}
}
}
图2-1
图2-2
上面 4 个 Task.Run() 都是采用了 Task Run(Func<TReturn> func) 形式来直接或间接调用 Guid.NewGuid()。
Task.Run() 支持 4 中不同的委托类型所表示的方法:Action、Func<TResult>、Func<Task> 和 Func<Task<TResult>>
internal class Program
{
private static void Main(string[] args)
{
var t = Do.GetGuidAsync();
t.Wait(); Console.Read();
} private class Do
{
public static async Task GetGuidAsync()
{
await Task.Run(() => { Console.WriteLine(Guid.NewGuid()); }); //Action Console.WriteLine(await Task.Run(() => Guid.NewGuid())); //Func<TResult> await Task.Run(() => Task.Run(() => { Console.WriteLine(Guid.NewGuid()); })); //Func<Task> Console.WriteLine(await Task.Run(() => Task.Run(() => Guid.NewGuid()))); //Func<Task<TResult>>
}
}
}
图2-3 Task.Run() 方法的重载
三、How 取消异步操作
CancellationToken 和 CancellationTokenSource 这两个类允许你终止执行异步方法。
(1)CancellationToken 对象包含任务是否被取消的信息;如果该对象的属性 IsCancellationRequested 为 true,任务需停止操作并返回;该对象操作是不可逆的,且只能使用(修改)一次,即该对象内的 IsCancellationRequested 属性被设置后,就不能改动。
(2)CancellationTokenSource 可创建 CancellationToken 对象,调用 CancellationTokenSource 对象的 Cancel 方法,会使该对象的 CancellationToken 属性 IsCancellationRequested 设置为 true。
【注意】调用 CancellationTokenSource 对象的 Cancel 方法,并不会执行取消操作,而是会将该对象的 CancellationToken 属性 IsCancellationRequested 设置为 true。
示例
internal class Program
{
private static void Main(string[] args)
{
CancellationTokenSource source = new CancellationTokenSource();
CancellationToken token = source.Token; var t = Do.ExecuteAsync(token); //Thread.Sleep(3000); //挂起 3 秒
//source.Cancel(); //传达取消请求 t.Wait(token); //等待任务执行完成
Console.WriteLine($"{nameof(token.IsCancellationRequested)}: {token.IsCancellationRequested}"); Console.Read();
} } internal class Do
{
/// <summary>
/// 异步执行
/// </summary>
/// <param name="token"></param>
/// <returns></returns>
public static async Task ExecuteAsync(CancellationToken token)
{
if (token.IsCancellationRequested)
{
return;
} await Task.Run(() => CircleOutput(token), token);
} /// <summary>
/// 循环输出
/// </summary>
/// <param name="token"></param>
private static void CircleOutput(CancellationToken token)
{
Console.WriteLine($"{nameof(CircleOutput)} 方法开始调用:"); const int num = ;
for (var i = ; i < num; i++)
{
if (token.IsCancellationRequested) //监控 CancellationToken
{
return;
} Console.WriteLine($"{i + 1}/{num} 完成");
Thread.Sleep();
}
}
}
图3-1
图3-2 注释两行代码
图3-3:图3-1和图3-2的执行结果(注释两行代码)
上图是不调用 Cancel() 方法的结果图,不会取消任务的执行。
下图在 3 秒后调用 Cancel() 方法取消任务的执行:
图3-4:去掉注释
图3-5:图3-1和图3-4的执行结果(去掉注释)
小结
- 介绍异步方法的语法、三种不同的返回值类型(void、Task 和 Task<T>)和控制流程等。
- 简单常用的异步执行方式:Task.Run()。【注意】它是在不同的线程上执行方法。
- 如何取消异步操作。
传送门
补充篇:《走进异步编程的世界 - 剖析异步方法(下)》
GUI 篇:《走进异步编程的世界 - 在 GUI 中执行异步操作》
原文链接:http://www.cnblogs.com/liqingwen/p/5844095.html
【参考】《Illustrated C# 2012》