聊聊多线程那一些事儿 之 五 async.await深度剖析

   hello task,咱们又见面啦!!是不是觉得很熟读的开场白,哈哈你哟这感觉那就对了,说明你已经阅读过了我总结的前面4篇关于task的文章,谢谢支持!感觉不熟悉的也没有关系,在文章末尾我会列出前四篇文章的地址,可以点击详细阅读。

前几篇文章分享了以后,无论是公众号还是博客园,都有小伙伴问我async/await的专栏总结分享,既然这样,那今天我们就专门来聊聊关于async/await的那一些事,通过该文章你也该对async的使用还有更加清晰的理解,谢谢!

async/await入门:

async也就是我们说的异步方法,不废话,也不先说那么多的大理论,先上一个简单的实例,通过这个简单的实例实现和asyncd 初相识!!

 static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine($"主线程开始,线程ID:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\n"); // 同步实现
AddSync(, ); // 异步方法,没有 Await
AddNoAwaitSyncHas(, ); // 异步方法,有 Await
AddHasAwaitAsync(, ); Console.WriteLine($"主线程结束,线程ID:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\n");
Console.ReadLine();
return;
} /// <summary>
/// 同步计算两个数字之和
/// </summary>
/// <param name="num1">参数1</param>
/// <param name="num2">参数2</param>
/// <returns></returns>
private static int AddSync(int num1, int num2)
{
Thread.Sleep();
Console.WriteLine($"同步方法,线程ID:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\n");
return num1 + num2;
} /// <summary>
/// 对两个数字求和 (异步方法,没有 Await)
/// </summary>
/// <param name="num1">参数1</param>
/// <param name="num2">参数2</param>
/// <returns>结果</returns>
private static async Task<int> AddNoAwaitSyncHas(int num1, int num2)
{
Console.WriteLine($"异步线程没有await前,线程ID:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\n");
// 两个数字求和,假设其中会涉及到很耗时的逻辑
Thread.Sleep();
Console.WriteLine($"异步线程没有await后,线程ID:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\n");
return num1 + num2;
} /// <summary>
/// 对两个数字求和 (异步方法,有 Await)
/// </summary>
/// <param name="num1">参数1</param>
/// <param name="num2">参数2</param>
/// <returns>结果</returns>
private static async Task<int> AddHasAwaitAsync(int num1, int num2)
{
Console.WriteLine($"异步线程await前,线程ID:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\n");
// 两个数字求和,假设其中会涉及到很耗时的逻辑
var add = Add(num1, num2);
int result = await add;
Console.WriteLine($"异步线程await后,线程ID:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\n");
return result;
} /// <summary>
/// Task 对两个数字求和
/// </summary>
/// <param name="num1">参数1</param>
/// <param name="num2">参数2</param>
/// <returns>结果</returns>
private static Task<int> Add(int num1, int num2)
{
// 假设该逻辑执行起来很耗时
var task = Task.Run(() =>
{
Console.WriteLine($"我是Task内部执行开始:线程ID :{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\n");
Thread.Sleep();
Console.WriteLine($"我是Task内部执行结束:线程ID :{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\n");
return num1 + num2;
}); return task;
}

执行结果:

聊聊多线程那一些事儿 之 五 async.await深度剖析

结合代码和执行结果,我们分析可以得出以下一些结论:

1、通过async的写法和同步方法在实现和调用上都很相似

2、异步方法async如果没有await关键词,其整体执行都是在主线中运行

----同步调用

3、异步方法async有await关键词,其线程执行分水岭就在await

----await前,async执行还是在主线中执行

----await后,async的执行逻辑会新开一个线程

----也就是说,async其真正的异步还是await实现

​----而await修饰的实际是一个task修饰的变量或者返回的类型为task的方法体

​----所以最后的最后,async的异步还是通过task来实现的

4、await是不能单独使用,一定是在是和async成对使用

----当然aysnc修饰的方法可以没有await关键词

  通过上面的一个简单实例,是不是发现要实现一个异步方法,是不是so easy,是的 ,你没说错,就是那么简单,但是也许你会问,干嘛实现一个异步方法整的的如此复杂,创建了这么多方法,是的,不急不急,我这样写,是为了更加清晰的明白其执行流程。好了,下面我们在一起来探讨一下aysnc/await的组成结构吧!

aysnc/await的组成结构:

其实异步方法的整体结构和一个普通的方法没有多大区别,唯一不一样的点,就是多了一个task逻辑主体,下面简单的分别来概要说明一下每一个环节:

聊聊多线程那一些事儿 之 五 async.await深度剖析

上面的图简单的绘制了一个异步方法在整体执行时的一个执行顺序。

异步方法调用

个人觉得这个没有什么说的,其实很普通方法调用一样,只是说异步方法的调用结果一般为一个Task对象,那么需要获获取其执行结果的值,或者对执行结果需要做一些逻辑处理,这个和操作一个普通的task一样,这儿就不在细说,不清楚的可以看我前面分享的几篇文章,会有详细的说明,谢谢!

aysnc的方法体

通过实例我们应该已经知道,其实异步方法,也就是在普通的方法体上,加了一个async修饰罢了,其简单的结构大概是

private aysnc task MyAysnc(){具体方法实现}

说说aysnc的返回类型

其返回类型有三种情况,每一种情况适用于不同的业务场景,如下:

A、Tsak:其主要适用场景是,主程序只关心异步方法执行状态,不需要和主线程有任何执行结果数据交互。

B、Task<T>:其主要适用场景是,主程序不仅仅关心异步方法执行状态,并且还希望执行后返回一个数据类型为T的结果

C、void: 主程序既不关系异步方法执行状态,也不关心其执行结果,只是主程序调用一次异步方法,对于除事件处理程序以外的代码,通常不鼓励使用 async void 方法,因为调用方不能

task逻辑主体

aysnc为了实现异步,其中最关键的一个点就是await修饰符,await修饰的也就是task实现逻辑主体。task实现逻辑主体,其实在上就是一个task实例,所以其里面的实例逻辑使用和一个普通的task实例定义操作都是一样的,在此也就不在详细说明,前面的几篇文章也有详细的说明了,如果不清楚的可以查看以前的几篇文章。

aysnc/await的原理分析:

在说这一块之前,我们先把写的代码编译后,在通过反编译后发现在代码里面根本找不到aysnc/await关键词,有兴趣的小伙伴,你也可以这样操作分析一下。那么我们就明白了aysnc/await其实是编译器层面给的一个语法糖,是为了方便实现一个异步方罢了。

从反编译后的代码看出编译器新生成一个继承IAsyncStateMachine 的状态机结构asyncd(代码中叫<AddHasAwaitAsync>d__2),下面是基于反编译后的代码来分析的。

IAsyncStateMachine最基本的状态机接口定义:

public interface IAsyncStateMachine {
void MoveNext();
void SetStateMachine(IAsyncStateMachine stateMachine);
}

好了,说道这儿我们已经知道aysnc/await是编程器层面的一个语法糖,那么我们在来分析一下其执行的流程如下:

第一步:主线程调用 AddHasAwaitAsync(1,2)异步方法

第二步:AddHasAwaitAsync()方法内初始化状态机状态为-1,启动<AddHasAwaitAsync>d__2

第三步:MoveNext方法内部开始执行,task.run实现了把业务逻辑执行丢到线程池中,返回一个可等待的任务句柄。其底层还是借助委托实现。

第四步:到此程序以及开启了两个线程,一个主线程,一个task线程,两个线程相互独立互不阻塞,各自执行对应的业务逻辑。

好了,时间不早了,就先到这儿吧,感觉这一篇文章总结的不怎么好,先这样,后续我们在持续交流,谢谢!

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 第一篇:聊聊多线程哪一些事儿(task)之 一创建运行与阻塞

 第二篇:聊聊多线程哪一些事儿(task)之 二 延续操作

 第三篇:聊聊多线程那一些事儿(task)之 三 异步取消和异步方法

 第四篇:聊聊多线程那一些事儿 之 四 经典应用(取与舍、动态创建)

END
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