.Net 的异步编程

历史

现在比较流行的异步编程应该是Task模式，这是基于Threadpool线程池实现的更加方便简单的开发模式，但是为了更好理解它的原理，有必要先了解一下它的前辈们。.Net的异步开发基本按照 异步模式->事件驱动->任务驱动 进化的

异步模式

微软为了实现异步开发，在大量的类中加入了以Begin和End为开头的方法。以下代码中，WebRequest类的使用BeginGetResponse方法请求网站信息，EndGetResponse方法则阻塞线程，直到结果返回到ar变量中

        private static void AsynchronousPattern()
        {
            Console.WriteLine(nameof(AsynchronousPattern));
            WebRequest request = WebRequest.Create(url);
            IAsyncResult result = request.BeginGetResponse(ReadResponse, null);

            void ReadResponse(IAsyncResult ar)
            {
                using (WebResponse response = request.EndGetResponse(ar))
                {
                    Stream stream = response.GetResponseStream();
                    var reader = new StreamReader(stream);
                    string content = reader.ReadToEnd();
                    Console.WriteLine(content.Substring(0, 100));
                    Console.WriteLine();
                }
            }
        }

如果需要调用用户自定义方法，可以使用代理delegate配合BeginInvoke和EndInvoke方法。代码如下

		public delegate string AsyncMethodCaller(int callDuration, out int threadId);
        private static void AsyncPattern()
        {
            AsyncMethodCaller caller= new AsyncMethodCaller(TestAsync);
            int threadid=0;
            IAsyncResult result = caller.BeginInvoke(3000, out threadid,null, null);
            Console.WriteLine("等待异步方法TestAsync执行完成");
            string res = caller.EndInvoke(out threadid, result);
            Console.WriteLine("Completed!");
        }
        static string TestAsync(int callDuration, out int threadId)
        {
            Console.WriteLine("TestAsync");
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                Thread.Sleep(callDuration);
                Console.WriteLine("TestAsync:" + i.ToString());
            }
            threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
            return string.Format("");
        }

现在这种方法已经被淘汰，只有老项目中还能见到。

基于事件驱动的异步模式

从.Net 2.0开始，基于事件驱动的异步模式，这种模式是调用一个以Async结尾的方法，比如WebClient的DownloadStringAsync方法，当这个方法结束时将触发DownloadStringCompleted事件，用户可以在这个事件中写入自己的需要的东西。

private static void EventBasedAsyncPattern()
{
	Console.WriteLine(nameof(EventBasedAsyncPattern));
	using (var client = new WebClient())
	{
		client.DownloadStringCompleted += (sender, e) =>//当DownloadStringAsync返回时触发
		{
			Console.WriteLine(e.Result.Substring(0, 100));
		};
		client.DownloadStringAsync(new Uri(url));
		Console.WriteLine();
	}
}

任务驱动的异步编程

终于到了这篇文章的重头戏，从.NetFrameWork4.0开始，引入了Task类，微软极力推荐使用Task来执行异步任务，现在C#类库中的异步方法基本都用到了Task；net5.0推出了async/await，让异步编程更为方便。

Task是在ThreadPool的基础上推出的，ThreadPool中有若干数量的线程，如果有任务需要处理时，会从线程池中获取一个空闲的线程来执行任务，任务执行完毕后线程不会销毁，而是被线程池回收以供后续任务使用。当线程池中所有的线程都在忙碌时，又有新任务要处理时，线程池才会新建一个线程来处理该任务，如果线程数量达到设置的最大值，任务会排队，等待其他任务释放线程后再执行。线程池能减少线程的创建，节省开销。

To be continued