c# 5.0——async 和 await

本文深入讲解了C#中async和await的关键概念,包括它们的工作原理、执行顺序以及如何使用这些特性来实现高效的异步编程。

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一个小例子认识async & await

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static void Main(string[] args){
    Test(); // 这个方法其实是多余的, 本来可以直接写下面的方法
    // await GetName() 
    // 但是由于控制台的入口方法不支持async,所有我们在入口方法里面不能 用 await
             
    Console.WriteLine("Current Thread Id :{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}
 
static async Task Test(){
    // 方法打上async关键字,就可以用await调用同样打上async的方法
    // await 后面的方法将在另外一个线程中执行
    await GetName();
}
 
static async Task GetName(){
    // Delay 方法来自于.net 4.5
    await Task.Delay(1000);  // 返回值前面加 async 之后,方法里面就可以用await了
    Console.WriteLine("Current Thread Id :{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Console.WriteLine("In antoher thread.....");
}

await 的原形

  await后的的执行顺序 

 

     感谢 locus的指正, await 之后不会开启新的线程(await 从来不会开启新的线程),所以上面的图是有一点问题的。

  await 不会开启新的线程,当前线程会一直往下走直到遇到真正的Async方法(比如说HttpClient.GetStringAsync),这个方法的内部会 用Task.Run或者Task.Factory.StartNew 去开启线程。也就是如果方法不是.NET为我们提供的Async方法,我们需要自己创建Task,才会真正的去创建线程

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static void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine("Main Thread Id: {0}\r\n", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Test();
    Console.ReadLine();
}
 
static async Task Test()
{
    Console.WriteLine("Before calling GetName, Thread Id: {0}\r\n", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    var name = GetName();   //我们这里没有用 await,所以下面的代码可以继续执行
    // 但是如果上面是 await GetName(),下面的代码就不会立即执行,输出结果就不一样了。
    Console.WriteLine("End calling GetName.\r\n");
    Console.WriteLine("Get result from GetName: {0}", await name);
}
 
static async Task<string> GetName()
{
    // 这里还是主线程
    Console.WriteLine("Before calling Task.Run, current thread Id is: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    return await Task.Run(() =>
    {
        Thread.Sleep(1000);
        Console.WriteLine("'GetName' Thread Id: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        return "Jesse";
    });
}

  我们再来看一下那张图:

  

  1. 进入主线程开始执行
  2. 调用async方法,返回一个Task,注意这个时候另外一个线程已经开始运行,也就是GetName里面的 Task 已经开始工作了
  3. 主线程继续往下走
  4. 第3步和第4步是同时进行的,主线程并没有挂起等待
  5. 如果另一个线程已经执行完毕,name.IsCompleted=true,主线程仍然不用挂起,直接拿结果就可以了。如果另一个线程还同有执行完毕, name.IsCompleted=false,那么主线程会挂起等待,直到返回结果为止。

只有async方法在调用前才能加await么?

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static void Main(){
    Test();
    Console.ReadLine();
}
 
static async void Test(){
    Task<string> task = Task.Run(() =>{
        Thread.Sleep(5000);
        return "Hello World";
    });
    string str = await task;  //5 秒之后才会执行这里
    Console.WriteLine(str);
}

  答案很明显:await并不是针对于async的方法,而是针对async方法所返回给我们的Task,这也是为什么所有的async方法都必须返回给我们Task。所以我们同样可以在Task前面也加上await关键字,这样做实际上是告诉编译器我需要等这个Task的返回值或者等这个Task执行完毕之后才能继续往下走。

不用await关键字,如何确认Task执行完毕了?

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static void Main(){
    var task = Task.Run(() =>{
        return GetName();
    });
 
    task.GetAwaiter().OnCompleted(() =>{
        // 2 秒之后才会执行这里
        var name = task.Result;
        Console.WriteLine("My name is: " + name);
    });
 
    Console.WriteLine("主线程执行完毕");
    Console.ReadLine();
}
 
static string GetName(){
    Console.WriteLine("另外一个线程在获取名称");
    Thread.Sleep(2000);
    return "Jesse";
}

Task.GetAwaiter()和await Task 的区别?

 

  • 加上await关键字之后,后面的代码会被挂起等待,直到task执行完毕有返回值的时候才会继续向下执行,这一段时间主线程会处于挂起状态。
  • GetAwaiter方法会返回一个awaitable的对象(继承了INotifyCompletion.OnCompleted方法)我们只是传递了一个委托进去,等task完成了就会执行这个委托,但是并不会影响主线程,下面的代码会立即执行。这也是为什么我们结果里面第一句话会是 “主线程执行完毕”!

Task如何让主线程挂起等待?

  上面的右边是属于没有挂起主线程的情况,和我们的await仍然有一点差别,那么在获取Task的结果前如何挂起主线程呢?

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static void Main(){
    var task = Task.Run(() =>{
        return GetName();
    });
 
    var name = task.GetAwaiter().GetResult();
    Console.WriteLine("My name is:{0}",name);
 
    Console.WriteLine("主线程执行完毕");
    Console.ReadLine();
}
 
static string GetName(){
    Console.WriteLine("另外一个线程在获取名称");
    Thread.Sleep(2000);
    return "Jesse";
}

  

Task.GetAwait()方法会给我 们返回一个awaitable的对象,通过调用这个对象的GetResult方法就会挂起主线程,当然也不是所有的情况都会挂起。还记得我们Task的特 性么? 在一开始的时候就启动了另一个线程去执行这个Task,当我们调用它的结果的时候如果这个Task已经执行完毕,主线程是不用等待可以直接拿其结果的,如 果没有执行完毕那主线程就得挂起等待了。

await 实质是在调用awaitable对象的GetResult方法

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static async Task Test(){
    Task<string> task = Task.Run(() =>{
        Console.WriteLine("另一个线程在运行!");  // 这句话只会被执行一次
        Thread.Sleep(2000);
        return "Hello World";
    });
 
    // 这里主线程会挂起等待,直到task执行完毕我们拿到返回结果
    var result = task.GetAwaiter().GetResult(); 
    // 这里不会挂起等待,因为task已经执行完了,我们可以直接拿到结果
    var result2 = await task;    
    Console.WriteLine(str);
}

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