【转】C#异步的世界【下】

时间:2019-10-19 06:17来源:永利澳门游戏网站
【转】C#异步的社会风气【下】   接上篇:《C#异步的社会风气【上】》 【转】C#异步的世界【下】。上篇首要深入分析了asyncawait此前的片段异步形式,明天说异步的首假如指C#5的asy

【转】C#异步的社会风气【下】

 

接上篇:《C#异步的社会风气【上】》

【转】C#异步的世界【下】。上篇首要深入分析了asyncawait此前的片段异步形式,明天说异步的首假如指C#5的asyncawait异步。在这里为了便利的表述,大家称asyncawait以前的异步为“旧异步”,async【转】C#异步的世界【下】。await为“新异步”。

新异步的运用

只可以说新异步的选拔太简单(倘若仅仅只是说利用)

措施加上async修饰符,然后利用await关键字试行异步方法,就能够。对正是这么归纳。像使用同步方法逻辑一样使用异步。

 public async Task<int> Test()
 {
     var num1 = await GetNumber(1);
     var num2 = await GetNumber(num1);
     var task =  GetNumber(num2);
     //或者
     var num3 = await task;
     return num1 + num2 + num3;
 }

新异步的优势

以前已经有了三种异步形式,为啥还要引进和学习新的asyncawait异步呢?当然它一定会将是有其特有的优势。

作者们分五个方面来深入分析:WinForm、WPF等单线程UI程序和Web后台服务程序。

对此WinForm、WPF等单线程UI程序

代码1(旧异步)

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    request.BeginGetResponse(new AsyncCallback(t =>
    {
        //(1)处理请求结果的逻辑必须写这里
        label1.Invoke((Action)(() => { label1.Text = "[旧异步]执行完毕!"; }));//(2)这里跨线程访问UI需要做处理      
    }), null);
}

【转】C#异步的世界【下】。代码2(同步)

private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
{
    HttpClient http = new HttpClient();
    var htmlStr = http.GetStringAsync("https://github.com/").Result;
    //(1)处理请求结果的逻辑可以写这里
    label1.Text = "[同步]执行完毕!";//(2)不在需要做跨线程UI处理了
}

【转】C#异步的世界【下】。代码3(新异步)

 private async void button2_Click(object sender, EventArgs e)
 {
     HttpClient http = new HttpClient();
     var htmlStr = await http.GetStringAsync("https://github.com/");
     //(1)处理请求结果的逻辑可以写这里
     label1.Text = "[新异步]执行完毕!";//(2)不在需要做跨线程UI处理了
 }

新异步的优势:

  • 从未有过了烦人的回调管理
  • 不会像一道代码一样阻塞UI界面(形成假死)
  • 不在像旧异步管理后访谈UI不在供给做跨线程管理
  • 像使用同步代码同样选用异步(超清晰的逻辑)

 是的,说得再多还不比看看实效图来得实在:(新旧异步UI线程未有阻塞,同步阻塞了UI线程)

图片 1

【思量】:旧的异步方式是打开了三个新的线程去实施,不会阻塞UI线程。那一点很好明白。然则,新的异步看上去和一道差别十分小,为何也不会卡住分界面呢?

【原因】:新异步,在试行await表明式前都以利用UI线程,await表明式后会启用新的线程去实行异步,直到异步施行到位并赶回结果,然后再回去UI线程(据他们说使用了SynchronizationContext;k(SolutionItemsProject);k(TargetFrameworkMoniker-.NETFramework,Version%3Dv4.5.2);k(DevLang-csharp)&rd=true))。所以,await是未有阻塞UI线程的,也就不会导致分界面包车型地铁装死。

【注意】:我们在示范同步代码的时候利用了Result。然,在UI单线程程序中采用Result来使异步代码当一只代码应用是一件很凶险的事(最少对于不太领悟新异步的同室来讲是如此)。至于具体原因稍候再解析(哎哎,别跑啊)。

对此Web后台服务程序

大概对于后台程序的熏陶未有单线程程序那么直观,但其市场股票总值也是丰盛大的。且非常多少人对新异步存在误会。

【误解】:新异步能够提高Web程序的性质。

【正解】:异步不会进级单次伏乞结果的时光,不过能够拉长Web程序的吞吐量。

1、为何不会晋级单次须求结果的岁月?

实在大家从下面示例代码(就算是UI程序的代码)也能够见到。

 图片 2

2、为何能够增进Web程序的吞吐量?

那什么是吞吐量呢,也就是本来只好十一位还要做客的网址今后得以二十私家同期做客了。相当于常说的并发量。

要么用地方的代码来讲解。[【转】C#异步的世界【下】。代码2] 阻塞了UI线程等待央浼结果,所以UI线程被占用,而[代码3]运用了新的线程必要,所以UI线程没有被占用,而能够继续响应UI分界面。

那难点来了,大家的Web程序原始就是八线程的,且web线程都以跑的线程池线程(使用线程池线程是为着制止不断成立、销毁线程所变成的财富资金财产浪费),而线程池线程可使用线程数量是必然的,纵然可以设置,但它依旧会在早晚限制内。如此一来,大家web线程是可贵的(物以稀为贵),不能滥用。用完了,那么其余客户哀求的时候就不能够处理直接503了。

那什么样算是滥用呢?例如:文件读取、U普拉多L乞请、数据库访问等IO伏乞。借使用web线程来做这一个耗费时间的IO操作那么就能堵塞web线程,而web线程阻塞得多了web线程池线程就远远不足用了。也就直达了web程序最大访问数。

那时大家的新异步破土而出,解放了那个原来管理IO诉求而围堵的web线程(想偷懒?没门,干活了。)。通过异步情势利用相对廉价的线程(非web线程池线程)来拍卖IO操作,这样web线程池线程就能够解放出来管理越来越多的乞求了。

不相信?上边我们来测量试验下:

【测量检验步骤】:

1、新建贰个web api项目 

2、新建二个多少访问类,分别提供联合、异步方法(在形式逻辑实施前后读取时间、线程id、web线程池线程使用数)

public class GetDataHelper
{
    /// <summary>
    /// 同步方法获取数据
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public string GetData()
    {
        var beginInfo = GetBeginThreadInfo();
        using (HttpClient http = new HttpClient())
        {
            http.GetStringAsync("https://github.com/").Wait();//注意:这里是同步阻塞
        }
        return beginInfo + GetEndThreadInfo();
    }

    /// <summary>
    /// 异步方法获取数据
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public async Task<string> GetDataAsync()
    {
        var beginInfo = GetBeginThreadInfo();
        using (HttpClient http = new HttpClient())
        {
            await http.GetStringAsync("https://github.com/");//注意:这里是异步等待
        }
        return beginInfo + GetEndThreadInfo();
    }

    public string GetBeginThreadInfo()
    {
        int t1, t2, t3;
        ThreadPool.GetAvailableThreads(out t1, out t3);
        ThreadPool.GetMaxThreads(out t2, out t3);
        return string.Format("开始:{0:mm:ss,ffff} 线程Id:{1} Web线程数:{2}",
                                DateTime.Now,
                                Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,                                  
                                t2 - t1);
    }

    public string GetEndThreadInfo()
    {
        int t1, t2, t3;
        ThreadPool.GetAvailableThreads(out t1, out t3);
        ThreadPool.GetMaxThreads(out t2, out t3);
        return string.Format(" 结束:{0:mm:ss,ffff} 线程Id:{1} Web线程数:{2}",
                                DateTime.Now,
                                Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
                                t2 - t1);
    }
}

3、新建二个web api调控器

[HttpGet]
public async Task<string> Get(string str)
{
    GetDataHelper sqlHelper = new GetDataHelper();
    switch (str)
    {
        case "异步处理"://
            return await sqlHelper.GetDataAsync();
        case "同步处理"://
            return sqlHelper.GetData();
    }
    return "参数不正确";           
}       

4、公布web api程序,计划到本地iis(联合链接:  异步链接:) 

5、接着上面的winform程序里面测量检验需要:(同一时候提倡十三个诉求)

图片 3图片 4

private void button6_Click(object sender, EventArgs e)
{
    textBox1.Text = "";
    label1.Text = "";
    Task.Run(() =>
    {
        TestResultUrl("http://localhost:803/api/Home?str=同步处理");
    });
}

private void button5_Click(object sender, EventArgs e)
{
    textBox1.Text = "";
    label1.Text = "";
    Task.Run(() =>
    {
        TestResultUrl("http://localhost:803/api/Home?str=异步处理");
    });
}

public void TestResultUrl(string url)
{
    int resultEnd = 0;
    HttpClient http = new HttpClient();

    int number = 10;
    for (int i = 0; i < number; i++)
    {
        new Thread(async () =>
        {
            var resultStr = await http.GetStringAsync(url);
            label1.Invoke((Action)(() =>
            {
                textBox1.AppendText(resultStr.Replace(" ", "rt") + "rn");
                if (++resultEnd >= number)
                {
                    label1.Text = "全部执行完毕";
                }
            }));

        }).Start();
    }
}

View Code

6、重启iis,并用浏览器访谈二次要呼吁的链接地址(预热)

7、运行winform程序,点击“访谈同步实现的Web”:

图片 5

图片 6

8、重复6,然后再次开动winform程序点击“访问异步完毕的Web”

图片 7

看看这一个数量有何感想?

数据和我们近来的【正解】完全相符。细心考查,各个单次诉求用时基本上相差极小。 但是步骤7"同步达成"最高投入web线程数是10,而步骤8“异步达成”最高投入web线程数是3。

也正是说“异步完结”使用更加少的web线程实现了同样的央浼数量,如此一来大家就有更多剩余的web线程去管理愈来愈多客户发起的央求。

继之大家还开采三头完毕诉求前后的线程ID是均等的,而异步达成上下线程ID不显明一致。再一次评释实施await异步前释放了主线程。

【结论】:

  • 采取新异步能够荣升Web服务程序的吞吐量
  • 对于客户端的话,web服务的异步并不会抓好顾客端的单次访谈速度。
  • 实施新异步前会自由web线程,而等待异步施行到位后又回到了web线程上。进而加强web线程的利用率。

【图解】:

图片 8

Result的死锁陷阱

我们在解析UI单线程程序的时候说过,要慎用异步的Result属性。下边我们来深入分析:

private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = GetUlrString("https://github.com/").Result;
}

public async Task<string> GetUlrString(string url)
{
    using (HttpClient http = new HttpClient())
    {
        return await http.GetStringAsync(url);
    }
}

代码 GetUlrString(" 的Result属性会阻塞(占用)UI线程,而实行到GetUlrString方法的 await异步的时候又要释放UI线程。此时冲突就来了,由于线程财富的并吞导致死锁。

且Result属性和.Wait()方法一致会卡住线程。此等难题在Web服务程序里面同样存在。(不相同:UI单次线程程序和web服务程序都会自由主线程,差异的是Web服务线程不一定会回到原先的主线程,而UI程序一定会回到原先的UI线程)

作者们前边说过,.net为啥会那样智能的自发性释放主线程然后等待异步施行实现后又赶回主线程是因为SynchronizationContext;k(SolutionItemsProject);k(TargetFrameworkMoniker-.NETFramework,Version%3Dv4.5.2);k(DevLang-csharp)&rd=true)的功劳。

但此处有个例外,那正是调整台程序里面是从未有过SynchronizationContext;k(SolutionItemsProject);k(TargetFrameworkMoniker-.NETFramework,Version%3Dv4.5.2);k(DevLang-csharp)&rd=true)的。所以这段代码放在调控台里面运营是未曾难题的。

static void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    GetUlrString("https://github.com/").Wait();
    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Console.ReadKey();
}

public async static Task<string> GetUlrString(string url)
{
    using (HttpClient http = new HttpClient())
    {
        Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        return await http.GetStringAsync(url);
    }
}

打字与印刷出来的都以同三个线程ID

动用AsyncHelper在一齐代码里面调用异步

但可是,可但是,大家无法不在联合方法里面施行异步怎办?办法显明是一些

小编们第一定义四个AsyncHelper静态类:

static class AsyncHelper
{
    private static readonly TaskFactory _myTaskFactory = new TaskFactory(CancellationToken.None,
        TaskCreationOptions.None, TaskContinuationOptions.None, TaskScheduler.Default);

    public static TResult RunSync<TResult>(Func<Task<TResult>> func)
    {
        return _myTaskFactory.StartNew(func).Unwrap().GetAwaiter().GetResult();
    }

    public static void RunSync(Func<Task> func)
    {
        _myTaskFactory.StartNew(func).Unwrap().GetAwaiter().GetResult();
    }
}

接下来调用异步:

private void button7_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = AsyncHelper.RunSync(() => GetUlrString("https://github.com/"));
}

那样就不会死锁了。

ConfigureAwait

除此而外AsyncHelper我们还足以行使Task的ConfigureAwait方法来防止死锁

private void button7_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = GetUlrString("https://github.com/").Result;
}

public async Task<string> GetUlrString(string url)
{
    using (HttpClient http = new HttpClient())
    {
        return await http.GetStringAsync(url).ConfigureAwait(false);
    }
}

ConfigureAwait的信守:使方今async方法的await后续操作无需还原到主线程(不须求保存线程上下文)。

图片 9

拾壹分管理

关于新异步里面抛出十二分的不利姿势。大家先来看下边一段代码:

private async void button8_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Task<string> task = GetUlrStringErr(null);
    Thread.Sleep(1000);//一段逻辑。。。。
    textBox1.Text = await task;
}

public async Task<string> GetUlrStringErr(string url)
{
    if (string.IsNullOrWhiteSpace(url))
    {
        throw new Exception("url不能为空");
    }
    using (HttpClient http = new HttpClient())
    {
        return await http.GetStringAsync(url);
    }
}

调和试行实行流程:

图片 10

在施行完118行的时候依旧从未把这一个抛出来?那不是逆天了吗。非得在守候await施行的时候才报错,显明119行的逻辑实行是未曾什么样意义的。让大家把卓越提前抛出:

图片 11

领到二个情势来做证明,那样就可甚至时的抛出非常了。有相爱的人会说这么的太坑爹了吧,二个证实还必须其余写个措施。接下来大家提供二个并未有那样坑爹的情势:

图片 12

在异步函数里面用无名异步函数进行打包,同样能够实现即时验证。

深感也比不上前种方式多数少...只是能如何做呢。

异步的得以完结

地点轻松解析了新异步工夫和属性。接下来让大家承袭揭秘异步的本色,神秘的奶罩下边毕竟是怎么贯彻的。

第一大家编辑一个用来反编写翻译的演示:

class MyAsyncTest
{
    public async Task<string> GetUrlStringAsync(HttpClient http, string url, int time)
    {
        await Task.Delay(time);
        return await http.GetStringAsync(url);
    }
}

反编写翻译代码:

点击看大图

为了方便阅读,大家把编写翻译器自动命名的项目重命名。

 GetUrlStringAsync 方法成为了那样形容:

public Task<string> GetUrlStringAsync(HttpClient http, string url, int time)
{
    GetUrlStringAsyncdStateMachine stateMachine = new GetUrlStringAsyncdStateMachine()
    {
        _this = this,
        http = http,
        url = url,
        time = time,
        _builder = AsyncTaskMethodBuilder<string>.Create(),
        _state = -1
    };
    stateMachine._builder.Start(ref stateMachine);
    return stateMachine._builder.Task;
}

方式具名完全一致,只是当中的内容产生了三个状态机 GetUrlStringAsyncdStateMachine  的调用。此状态机便是编写翻译器自动创设的。下边来探视神秘的状态机是什么鬼:

private sealed class GetUrlStringAsyncdStateMachine : IAsyncStateMachine
{
    public int _state;
    public MyAsyncTest _this;
    private string _str1;
    public AsyncTaskMethodBuilder<string> _builder;
    private TaskAwaiter taskAwaiter1;
    private TaskAwaiter<string> taskAwaiter2;

    //异步方法的三个形参都到这里来了
    public HttpClient http;
    public int time;
    public string url;

    private void MoveNext()
    {
        string str;
        int num = this._state;
        try
        {
            TaskAwaiter awaiter;
            MyAsyncTest.GetUrlStringAsyncdStateMachine d__;
            string str2;
            switch (num)
            {
                case 0:
                    break;

                case 1:
                    goto Label_00CD;

                default:
                    //这里是异步方法 await Task.Delay(time);的具体实现
                    awaiter = Task.Delay(this.time).GetAwaiter();
                    if (awaiter.IsCompleted)
                    {
                        goto Label_0077;
                    }
                    this._state = num = 0;
                    this.taskAwaiter1 = awaiter;
                    d__ = this;
                    this._builder.AwaitUnsafeOnCompleted<TaskAwaiter, MyAsyncTest.GetUrlStringAsyncdStateMachine>(ref awaiter, ref d__);
                    return;
            }
            awaiter = this.taskAwaiter1;
            this.taskAwaiter1 = new TaskAwaiter();
            this._state = num = -1;
        Label_0077:
            awaiter.GetResult();
            awaiter = new TaskAwaiter();
            //这里是异步方法await http.GetStringAsync(url);的具体实现
            TaskAwaiter<string> awaiter2 = this.http.GetStringAsync(this.url).GetAwaiter();
            if (awaiter2.IsCompleted)
            {
                goto Label_00EA;
            }
            this._state = num = 1;
            this.taskAwaiter2 = awaiter2;
            d__ = this;
            this._builder.AwaitUnsafeOnCompleted<TaskAwaiter<string>, MyAsyncTest.GetUrlStringAsyncdStateMachine>(ref awaiter2, ref d__);
            return;
        Label_00CD:
            awaiter2 = this.taskAwaiter2;
            this.taskAwaiter2 = new TaskAwaiter<string>();
            this._state = num = -1;
        Label_00EA:
            str2 = awaiter2.GetResult();
            awaiter2 = new TaskAwaiter<string>();
            this._str1 = str2;
            str = this._str1;
        }
        catch (Exception exception)
        {
            this._state = -2;
            this._builder.SetException(exception);
            return;
        }
        this._state = -2;
        this._builder.SetResult(str);
    }

    [DebuggerHidden]
    private void SetStateMachine(IAsyncStateMachine stateMachine)
    {
    }

}

了解多少个异步等待实践的时候就算在不停调用状态机中的MoveNext()方法。经验来至我们事先深入分析过的IEumerable,不过明天的那些显然复杂度要压倒早前的可怜。推测是这么,我们依然来证实下实际:

在胚胎方法 GetUrlStringAsync 第贰次开发银行状态机 stateMachine._builder.Start(ref stateMachine); 

图片 13

 确实是调用了 MoveNext 。因为_state的开端值是-1,所以实行到了上面包车型大巴岗位:

图片 14

绕了一圈又重回了 MoveNext 。由此,大家能够现象成多少个异步调用便是在每每实行MoveNext直到截止。

说了这么久有何样意思吧,就像忘记了笔者们的指标是要由那一件事先编写的测验代码来解析异步的实行逻辑的。

重复贴出从前的测验代码,以防忘记了。

图片 15

反编写翻译后代码试行逻辑图:

图片 16

当然那只是恐怕极大的实行流程,但也可以有 awaiter.伊斯科mpleted 为 true 的事态。别的大概的留着我们温馨去雕饰吧。 

 

正文已一同至索引目录:《C#基础知识加强》

本文demo:https://github.com/zhaopeiym/BlogDemoCode

 

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