C# 用async和await表达异步

async和await

为了简化异步编程，摒弃复杂的流控制，提高异步编程的可读性，C# 5引入了async和await关键字。它们的实现基于Task类，将异步操作变为一种语言特性。使得异步变得像同步一样易读。

用法

async：

• 声明异步方法
• 使用await，需要用async修饰await所在的方法

await：

• 等待异步方法执行完毕但不会阻塞主线程
• 将async方法分为两部分，await前的为async方法执行的主线程，await之后的部分在子线程中执行

//模拟一个异步操作
//我做饭，发现没盐了，叫老婆去买盐
//我（主线程）继续做饭，老婆（子线程）去买盐
static void Main(string[] args)
{
    ShowCurrentThreadID($"CookThread");
    // 调用异步方法，主线程会进入该方法
    Task<string> saltStatu = BuySaltAsync();
	// 主线程继续做饭
    Console.WriteLine("Cooking..");
    // 如果用到异步方法的返回结果，阻塞在这里，等待异步执行完毕，获得有效返回值
    if (saltStatu.Result == "Salt is ready")
        Console.WriteLine("Add Salt");
    Console.WriteLine("A feast is ready!");
    Console.ReadKey();//防止程序直接退出
}
static async Task<string> BuySaltAsync()
{
    ShowCurrentThreadID("CallForWife");
    // 叫老婆去买盐，自己回去继续做饭（创建一个子线程）
    string res = await Task<string>.Run(() =>
    {
        ShowCurrentThreadID("   WifeShopping");
        Thread.Sleep(100);
        return "Salt is ready";
    });    
    ShowCurrentThreadID("   SaltGoHome");
    // 盐买回家，更新Flag
    return res;
}
// 获得当前线程ID
static void ShowCurrentThreadID(string threadTag)
{
    Console.WriteLine($"{threadTag} ID is {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString()}");
}

运行结果：

上面的例子看起来似乎是await创建了一个子线程，但并不是，实际上是Task.Run()创建了一个子线程。在它们之间加点延时，把异步方法修改下：

static async Task<string> BuySaltAsync()
        {
            ShowCurrentThreadID("CallForWife");
            Task<string> task = Task<string>.Run(() =>
            {
                ShowCurrentThreadID("   WifeShopping");
                Thread.Sleep(100);
                return "Salt is ready";
            });
            Thread.Sleep(50);
            ShowCurrentThreadID("   WaitForWife");
            string res = await task;
            ShowCurrentThreadID("   SaltGoHome");
            return res;
        }

运行结果：

Task.Run()创建了一个子线程，并且主线程遇到await才退出异步方法。

那如果在子线程完成才使用await会发生什么？我们把延时加到200ms，如下

static async Task<string> BuySaltAsync()
{
    ShowCurrentThreadID("CallForWife");
    Task<string> task = Task<string>.Run(() =>
    {
        ShowCurrentThreadID("   WifeShopping");
        Thread.Sleep(100);
        return "Salt is ready";
    });
    Thread.Sleep(200);
    ShowCurrentThreadID("   WaitForWife");
    string res = await task;            
    ShowCurrentThreadID("   SaltGoHome");
    return res;
}

运行结果：

现在连异步方法的后半部分即await后面的代码也由主线程执行了。这说明，在子线程执行过程中，await会把后面的部分作为“回调函数”给子线程附加，此例中子线程已经结束被回收，就没法再在子线程中运行回调。

await等待的是Task任务执行的结果:一个Task类型的返回值，那可不可以再等待一个返回值为Task的异步方法呢？试试：

static async Task<string> BuySaltAsync()
{
    ShowCurrentThreadID("CallForWife");   
    // 老婆不想去买，叫儿子去 
    string res = await CallSonBuySaltAsync();
    ShowCurrentThreadID("   SaltGoHome");
    return res;
}
static async Task<string> CallSonBuySaltAsync()
{
    ShowCurrentThreadID("CallForSon");
    string res = await Task<string>.Run(() =>
    {
        ShowCurrentThreadID("   SonShopping");
        Thread.Sleep(100);
        return "Salt is ready";
    });
    return res;
}

运行结果：

在上述嵌套await中，主线程遇到第一个await并没有返回，而是继续往下执行嵌套的异步方法，在这个子线程创建后，主线程执行到await，await通知主线程已经有一个子线程了，主线程才退出异步方法。

小结

• await等待异步方法执行完毕且不会阻塞主线程，await不创建线程，

• await会把异步方法后面的部分作为“回调函数”给子线程附加

• await将异步方法的返回值Task拆包为T类型变量

• 如果子线程有返回值，并且在主线程中被调用，主线程会阻塞在返回值的调用部分