今天在看同事新买到的《C#本质论 Edition 4》的时候，对比下以前Edtion3的新特性时针对Async/Await关键字时发现对一些线程方面的定义还理解的不是很透彻，脉络还不是很清晰，这样有了本文，希望对有同样困惑的朋友有些帮助。
文中部分内容摘取自《Essential C# 5.0 Edition 4》，还有一些我个人的对线程方面知识的理解与概括，如果有错误的地方还请指出，如果您觉得文章还不错，请点击“推荐” ：）
C#线程模型脉络
缩写：
SPM：Synchronous Programming Mode，同步编程模型。
APM：Asynchronous Programming Mode，异步编程模型。
EAP：Event-Based Asynchronous Programming，基于事件的异步编程。
TAP：Task-Based Asynchronous Programming，基于任务的异步编程。
C#的编程模型从SPM发展到APM编程模型，是Winform发展过程中解决界面由于同步执行长时间任务而导致界面“卡住”而发展而来（这里插一句个人对技术的理解：技术的发展总是在旧事物不能得到满足的情况下发展而来，新事物总是在特定的场合“出现”，并更好的代替了旧事物，所以，如果想了深入了解一个新事物的特性，必然要了解其发展脉络以及适用的场景），有了异步编程模式之后，人们又开始探索如何能更好的管理线程，更简单的适用，于是有了类似Background Worker和async/await一类的特性。
C#线程的编程模型到这里也就结束了，如果你有这方面的经验可能都觉得以上都是“废话”，或者“一言以概之”，的确，我不反对，但是有时候写文章有些时候不仅仅是炫耀技术，更多的是总结、归纳，理解的东西不一定说的出来，说出来的东西不一定真正理解！
下面，针对每个内容做一个小结，老鸟飞过：）
SPM同步编程模型
Winform程序基于消息泵机制，依次执行从“消息泵”中取出的数据”，当某一消息需耗费大量系统资源去执行，则下一条消息不得不等待，这样会造成程序界面“挂起”，这就是同步执行任务的一种模型，当然这只是同步模型下的一种劣势，其实现实中我们同步模型我们无时无刻不在用，包括编写的代码、执行的业务逻辑等。
APM异步编程模型
为了解决同步模型中由于执行耗时任务而不得不等待的问题，产生了异步编程模式，其核心思想就是将耗时任务交付给其他“线程”去做，释放主线程。这里多出两句，在操作系统级别上Windows采用分时、多核以及多线程等技术来充分利用系统资源；在C#语言上由Thread发展到Task，Task是更高级的对Thread封装，提升资源利用率，有了这些基础才有更广阔的空间。
BeginXXX和EndXXX
使用BeginXXX和EndXXX实现基本的异步模式。
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
string url = "http://www.cnblogs.com/cuiyansong/";
if (args.Length > )
url = args[];
Console.WriteLine(url);
var webRequest = System.Net.WebRequest.Create(url);
IAsyncResult asyncResult = webRequest.BeginGetResponse(null, null); while (!asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne())
{
Console.WriteLine(".");
} var webResponse = webRequest.EndGetResponse(asyncResult);
using (System.IO.StreamReader reader = new System.IO.StreamReader(webResponse.GetResponseStream()))
{
var bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(reader.ReadToEnd());
int length = bytes.Length;
Console.WriteLine(length);
} Console.Read();
}
}
TPL+APM模式
TPL：Task Parallel Library 任务并行库，其对task进行扩展，类似于ThreadPool。
这个模式是利用TaskFactory进行并行计算（下载）的例子，这个例子很有意思，很复古的感觉，有情趣的拷贝代码看看运行效果~~~
class Program
{
private static object ConsoleSyncObj = new object();
static void Main(string[] args)
{
string[] urls = args;
if (args.Length == )
{
urls = new string[]
{
"http://www.cnblogs.com/cuiyansong/",
"https://github.com/Cuiyansong",
"http://www.cnblogs.com/",
};
} Task[] tasks = new Task[urls.Length];
for (int i = ; i < tasks.Length; i++)
{
tasks[i] = DisplayPageSizeAsync(urls[i], i);
} while (!Task.WaitAll(tasks, ))
{
DisplayProgress(tasks);
}
Console.SetCursorPosition(, urls.Length);
Console.Read();
} private static void DisplayProgress(Task[] tasks)
{
for (int i = ; i < tasks.Length; i++)
{
if (!tasks[i].IsCompleted)
{
DisplayProgress((WebRequestState)tasks[i].AsyncState);
}
}
} private static void DisplayProgress(WebRequestState state)
{
lock (ConsoleSyncObj)
{
int left = state.ConsoleColumn;
int top = state.ConsoleLine;
if (left > Console.BufferWidth - int.MaxValue.ToString().Length)
{
left = state.Url.Length;
Console.SetCursorPosition(left, top);
Console.Write("".PadRight(Console.BufferWidth - state.Url.Length));
state.ConsoleColumn = left;
}
Write(state, ".");
}
} private static string FormatBytes(long bytes)
{
string[] magintudes = new string[] { "GB", "MB", "KB", "Bytes" };
long max = (long)Math.Pow(, magintudes.Length); return string.Format("{1:##.##} {0}", magintudes.FirstOrDefault(mag => bytes > (max /= )) ?? "0 Bytes", (decimal)bytes / (decimal)max).Trim();
} private static Task<System.Net.WebResponse> DisplayPageSizeAsync(string url, int i)
{
var webRequest = System.Net.WebRequest.Create(url);
var requestState = new WebRequestState(webRequest, i); Write(requestState, url + " "); return Task<System.Net.WebResponse>.Factory.FromAsync(webRequest.BeginGetResponse, GetResponseAsyncCompleted, requestState);
} private static WebResponse GetResponseAsyncCompleted(IAsyncResult asyncResult)
{
WebRequestState completedState = (WebRequestState)asyncResult.AsyncState;
HttpWebResponse response = (HttpWebResponse)completedState.WebRequest.EndGetResponse(asyncResult); using (StreamReader reader = new StreamReader(response.GetResponseStream()))
{
int length = reader.ReadToEnd().Length;
Write(completedState, FormatBytes(length));
}
return response;
} private static void Write(WebRequestState completedState, string text)
{
lock (ConsoleSyncObj)
{
Console.SetCursorPosition(completedState.ConsoleColumn, completedState.ConsoleLine);
Console.Write(text);
completedState.ConsoleColumn += text.Length;
}
} private class WebRequestState
{
public System.Net.WebRequest WebRequest { get; private set; } public int ConsoleLine { get; set; } public int ConsoleColumn { get; set; } public string Url
{
get
{
return WebRequest.RequestUri.ToString();
}
} public WebRequestState(System.Net.WebRequest request)
{
WebRequest = request;
} public WebRequestState(System.Net.WebRequest request, int line)
{
WebRequest = request;
ConsoleLine = line;
ConsoleColumn = ;
}
}
}
BackgroundWorker模型
针对经常出现任务委托后，执行任务并返回进度的需求，提供了BackgroundWorker类，节省开发时间。
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
/*****************************************************************************
* 由于是演示，并为增加对BackgroundWorker取消等功能,这里只是简单演示。
* 详细请参考：http://www.cnblogs.com/RoyYu/archive/2011/08/10/2133309.html
* ***************************************************************************/ System.ComponentModel.BackgroundWorker worker = new System.ComponentModel.BackgroundWorker();
worker.WorkerReportsProgress = true;//报告完成进度
worker.WorkerSupportsCancellation = true;//允许用户终止后台线程 worker.DoWork += (sender, e) =>
{
for (int i = ; i < ; i++)
{
System.Threading.Thread.Sleep();
worker.ReportProgress(i, i);
}
};
worker.ProgressChanged += (sender, e) =>
{
Console.WriteLine(string.Format("完成百分比。。。{0}", e.ProgressPercentage / (float)));
};
worker.RunWorkerCompleted += (sender, e) =>
{
if (!e.Cancelled && e.Error == null)
{
Console.WriteLine("处理成功，请按任意键返回。");
} else
{
Console.WriteLine("处理中断，请按任意键返回。");
}
};
worker.RunWorkerAsync();
Console.Read();
}
}
Async/Await模型
这回用窗体程序进行演示，对比起来效果会更明显些。
public partial class MainWindow : Window
{
List<string> urls = new List<string>();
public MainWindow()
{
InitializeComponent(); urls = new List<string>()
{
"www.baidu.com",
"www.cnblogs.cn",
"www.*.com",
};
} /// <summary>
/// 同步执行示例：当点击Button后，界面挂起，等待执行完毕后显示全部内容。
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void Button_Click1(object sender, RoutedEventArgs e)
{
InfoList.Text = "Ping....." + System.Environment.NewLine;
Ping p = new Ping(); foreach (var item in urls)
{
PingReply pingRelay = p.Send(item);
InfoList.Text += string.Format("Host Name: {0},Roundtrip Time: {1},Status: {2}", item, pingRelay.RoundtripTime.ToString(), pingRelay.Status + System.Environment.NewLine);
}
}
/// <summary>
/// 异步执行示例：当点击Button后，界面不挂起，界面滚动显示信息。
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private async void Button_Click2(object sender, RoutedEventArgs e)
{
InfoList.Text = "Ping....." + System.Environment.NewLine;
Ping p = new Ping(); foreach (var item in urls)
{
PingReply pingRelay = await p.SendPingAsync(item);
InfoList.Text += string.Format("Host Name: {0},Roundtrip Time: {1},Status: {2}", item, pingRelay.RoundtripTime.ToString(), pingRelay.Status + System.Environment.NewLine);
}
}
}
结语
下载源代码，请点击这里。
文章内容确实不是很深入，但对理解Winform的异步线程模型还是很有帮助的，今后有时间会针对线程单独来分享，希望各位看官不吝赐“赞”，水平有限，有问题欢迎提问：）
引用
- 文中部分例子出自《Essential C# 5.0 Edition 4》
- BackgrounWorker例子：http://www.cnblogs.com/RoyYu/archive/2011/08/10/2133309.html