一、异步方法返回类型
只能返回3种类型（void、Task和Task<T>）。
1.1、void返回类型：调用方法执行异步方法，但又不需要做进一步的交互。
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
#region async & await入门二之void返回类型
AddAsync(, );
Thread.Sleep();
Console.WriteLine("AddAsync方法执行完成。");
Console.Read();
#endregion
} /// <summary>
/// 加法
/// </summary>
/// <param name="n"></param>
/// <param name="m"></param>
/// <returns></returns>
private static int Add(int n, int m)
{
return n + m;
} /// <summary>
/// 异步加法
/// </summary>
/// <param name="n"></param>
/// <param name="m"></param>
private static async void AddAsync(int n, int m)
{
int val = await Task.Run(() => Add(n, m));
Console.WriteLine($"Result: {val}");
}
}
运行结果如下：
1.2、Task返回类型：调用方法不需要从异步方法中取返回值，但是希望检查异步方法的状态，那么可以选择可以返回Task类型的对象。不过，就算异步方法中包含
return语句，也不会返回任何东西。
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
#region async & await入门二之Task返回类型
Task task = TaskAddAsync(, );
task.Wait();
Console.WriteLine("TaskAddAsync方法执行完成。");
Console.Read();
#endregion
} /// <summary>
/// 加法
/// </summary>
/// <param name="n"></param>
/// <param name="m"></param>
/// <returns></returns>
private static int Add(int n, int m)
{
return n + m;
} /// <summary>
/// 异步加法
/// </summary>
/// <param name="n"></param>
/// <param name="m"></param>
/// <returns></returns>
private static async Task TaskAddAsync(int n, int m)
{
int val = await Task.Run(() => Add(n, m));
Console.WriteLine($"Result: {val}");
}
}
运行结果如下：
1.3、Task<T>返回类型：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。
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
#region async & await入门二之Task<T>返回类型
Task<int> task = TaskTAddAsync(, );
task.Wait();
Console.WriteLine($"Result: {task.Result}");
Console.Read();
#endregion
} /// <summary>
/// 加法
/// </summary>
/// <param name="n"></param>
/// <param name="m"></param>
/// <returns></returns>
private static int Add(int n, int m)
{
return n + m;
} /// <summary>
/// 异步加法
/// </summary>
/// <param name="n"></param>
/// <param name="m"></param>
/// <returns></returns>
private static async Task<int> TaskTAddAsync(int n, int m)
{
int val = await Task.Run(() => Add(n, m));
return val;
}
}
运行结果如下：
二、异步方法控制流
异步方法的控制流：
1）异步执行await表达式的空闲任务。
2）await表达式执行完毕并释放线程，然后从线程池中申请新的线程继续执行表达式后续部分。如再遇到await表达式，按相同情况进行处理。
3）到达末尾或遇到return语句时，根据返回类型可以分三种情况：
<1>void：退出控制流。
<2>Task：设置Task的属性并退出。
<3>Task<T>：设置Task的属性和返回值(Result属性)并退出。
4）调用方法将继续执行。需要注意的是：若调用方法需要用到异步方法结果的时候，会暂停等到Task对象的Result属性被赋值后才会继续执行。
【难点】
1）第一次遇到await所返回对象的类型，是同步方法头的返回类型，跟await表达式的返回值没有关系。
2）到达异步方法的末尾或遇到return语句，它并没有真正的返回一个值，而是退出了该方法。
三、异步方法await表达式
在大多数的时候，await一般和Task一起使用，用await表达式来指定一个异步执行的任务，以实现更高的灵活性和效率。
可以用于await运算符的对象要求如下：
1）有一个GetAwaiter()方法或扩展方法，它返回一个实现了INotifyCompletion接口的awaiter对象（或结构）
2）返回的awaiter对象（或结构）要求实现如下方法：
<1>void OnCompleted(Action continuation)
<2>bool IsCompleted { get ; }
<3>TResult GetResult() //TResult也可以是void类型
下面简单的介绍一下await运算符是如何实现异步操作的？
例如，对于如下代码
var j = await 3;
DoContinue(j);
在编译的时候会被编译器翻译为类似如下流程的代码（注：这个只是功能类似的简化流程示例，实际并非如此）。
var awaiter = 3.GetAwaiter();
var continuation = new Action(() =>
{
var j = awaiter.GetResult();
DoContinue(j);
});
if (awaiter.IsCompleted)
continuation();
else
awaiter.OnCompleted(continuation);
有了这个基础，我们就可以对一个int型的变量实现await操作了：
/// <summary>
/// MyAwaiter类
/// </summary>
class MyAwaiter : System.Runtime.CompilerServices.INotifyCompletion
{
public bool IsCompleted { get { return false; } } public void OnCompleted(Action continuation)
{
Console.WriteLine("OnCompleted");
ThreadPool.QueueUserWorkItem(_ =>
{
Thread.Sleep();
result = ;
continuation();
});
} int result;
public int GetResult()
{
Console.WriteLine("GetResult");
return result;
}
} /// <summary>
/// MyAwaiter类扩展
/// </summary>
static class MyAwaiterExtend
{
public static MyAwaiter GetAwaiter(this int i)
{
return new MyAwaiter();
}
} class Program
{
static void Main(string[] args)
{
#region async & await入门二之await如何实现异步
AwaitAchieveAsync();
Console.Read();
#endregion
} /// <summary>
/// AwaitAchieveAsync异步方法
/// </summary>
public static async void AwaitAchieveAsync()
{
var j = await ;
Console.WriteLine(j);
}
}
运行结果如下：
这样我们就能看出await是如何实现call/cc式的异步操作了：
1）编译器把后续操作封装为一个Action对象continuation，传入awaiter的OnCompleted函数并执行。
2）awaiter在OnCompleted函数中执行异步操作，并在异步操作完成后（一般是异步调用的回调函数）执行continuation操作。
3）continuation操作的第一步就是调用awaiter.GetResult()获取异步操作的返回值，并继续执行后续操作。
看到这里，相信大家对await的机制已经有了简单的认识，也就不难理解为什么AsyncTargetingPack能使得.NET 4.0程序也支持await操作了——该库在
AsyncCompatLibExtensions类中对Task类提供了GetAwaiter扩展函数而已。
以上是通过创建自己的awaitable类型来演示await实现异步的过程，实际上，你并不需要构建自己的awaitable类型，只需要使用Task类即可。每一个任务都是awaitable
类的实例。
下面代码演示使用Task.Run()来创建一个Task。
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
#region async & await入门二之使用Task.Run创建Task
var task = GetGuidAsync();
task.Wait();
Console.Read();
#endregion
} /// <summary>
/// 获取 Guid
/// </summary>
/// <returns></returns>
private static Guid GetGuid()
{
return Guid.NewGuid();
} /// <summary>
/// 异步获取Guid
/// </summary>
/// <returns></returns>
private 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($"t4: {t4}");
}
}
上面4个Task.Run() 都是采用了Task.Run(Func<TResult> func) 形式来直接或间接调用Guid.NewGuid()。
运行结果如下：
Task.Run()支持4种不同的委托类型：Action、Func<TResult>、Func<Task> 和 Func<Task<TResult>>
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
#region async & await入门二之使用Task.Run支持的4种委托类型
var task = GetGuidFrom4Async();
task.Wait();
Console.Read();
#endregion
} /// <summary>
/// 获取 Guid
/// </summary>
/// <returns></returns>
private static Guid GetGuid()
{
return Guid.NewGuid();
} /// <summary>
/// 异步获取Guid(Task.Run支持的4种委托类型)
/// </summary>
/// <returns></returns>
private static async Task GetGuidFrom4Async()
{
await Task.Run(() => { Console.WriteLine(Guid.NewGuid()); }); //Action
Console.WriteLine(await Task.Run(() => Guid.NewGuid())); //Func<TResult>
await Task.Run(() => Task.Run(() => { Console.WriteLine(Guid.NewGuid()); })); //Func<Task>
Console.WriteLine(await Task.Run(() => Task.Run(() => Guid.NewGuid()))); //Func<Task<TResult>>
}
运行结果如下：
四、异步方法暂停
Task.Delay() 与Thread.Sleep不同的是，它不会阻塞线程，意味着线程可以继续处理其它工作。
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
#region async & await入门二之异步方法暂停
Console.WriteLine($"{nameof(Main)} start.");
DoAsync();
Console.WriteLine($"{nameof(Main)} end.");
Console.Read();
#endregion
} /// <summary>
/// 异步执行
/// </summary>
private static async void DoAsync()
{
Console.WriteLine($"{nameof(DoAsync)} start.");
await Task.Delay();
Console.WriteLine($"{nameof(DoAsync)} end.");
}
}
运行结果如下：
五、异步方法取消
CancellationToken和CancellationTokenSource这两个类允许你终止执行异步方法。
1）CancellationToken对象包含任务是否被取消的信息。如果该对象的属性IsCancellationRequested为true，任务需停止操作并返回。该对象操作是不可逆的，且只能
使用（修改）一次，即该对象内的IsCancellationRequested属性被设置后，就不能改动。
2）CancellationTokenSource可创建CancellationToken对象，调用CancellationTokenSource对象的Cancel方法，会使该对象的CancellationToken属性
IsCancellationRequested设置为true。
【注意】调用CancellationTokenSource对象的Cancel方法，并不会执行取消操作，而是会将该对象的CancellationToken属性IsCancellationRequested设置为true。
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
#region async & await入门二之异步方法取消
CancellationTokenSource source = new CancellationTokenSource();
CancellationToken token = source.Token; var task = ExecuteAsync(token);
Console.WriteLine($"{nameof(token.IsCancellationRequested)}: {token.IsCancellationRequested}"); Thread.Sleep(); //挂起6秒
source.Cancel(); //传达取消请求 task.Wait(token); //等待任务执行完成
Console.WriteLine($"{nameof(token.IsCancellationRequested)}: {token.IsCancellationRequested}"); Console.Read();
#endregion
} /// <summary>
/// 异步执行
/// </summary>
/// <param name="token"></param>
/// <returns></returns>
private static async Task ExecuteAsync(CancellationToken token)
{
if (token.IsCancellationRequested)
{
return;
} await Task.Run(() => CircleOutput(token), token);
} /// <summary>
/// 循环输出
/// </summary>
/// <param name="token"></param>
private static void CircleOutput(CancellationToken token)
{
Console.WriteLine($"{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($"{i + 1}/{num} 完成");
Thread.Sleep();
}
}
}
运行结果如下：
六：异步方法异常处理
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
#region async & await入门二之异步方法异常处理
var task = ExceptionAsync();
task.Wait(); Console.WriteLine($"{nameof(task.Status)}: {task.Status}"); //任务状态
Console.WriteLine($"{nameof(task.IsCompleted)}: {task.IsCompleted}"); //任务完成状态标识
Console.WriteLine($"{nameof(task.IsFaulted)}: {task.IsFaulted}"); //任务是否有未处理的异常标识 Console.Read();
#endregion
} /// <summary>
/// 异常操作
/// </summary>
/// <returns></returns>
private static async Task ExceptionAsync()
{
try
{
await Task.Run(() => { throw new Exception(); });
}
catch (Exception)
{
Console.WriteLine($"{nameof(ExceptionAsync)} 出现异常。");
}
}
}
后记：一、四、五、六也算是C#线程学习笔记七：Task详细用法的一些补充，其它的用法与笔记七的用法差不多的，这里就不再赘述了。
参考自：
https://www.cnblogs.com/liqingwen/p/5844095.html
https://www.cnblogs.com/TianFang/archive/2012/09/21/2696769.html