多线程和异步区别

 C#中异步和多线程的区别是什么呢?异步和多线程两者都可以达到避免调用线程阻塞的目的,从而提高软件的可响应性。甚至有些时候我们就认为异步和多线程是等同的概念。但是,异步和多线程还是有一些区别的。而这些区别造成了使用异步和多线程的时机的区别。  

  异步操作的本质

  所有的程序最终都会由计算机硬件来执行,所以为了更好的理解异步操作的本质,我们有必要了解一下它的硬件基础。 熟悉电脑硬件的朋友肯定对DMA这个词不陌生,硬盘、光驱的技术规格中都有明确DMA的模式指标,其实网卡、声卡、显卡也是有DMA功能的。DMA就是直 接内存访问的意思,也就是说,拥有DMA功能的硬件在和内存进行数据交换的时候可以不消耗CPU资源。只要CPU在发起数据传输时发送一个指令,硬件就开 始自己和内存交换数据,在传输完成之后硬件会触发一个中断来通知操作完成。这些无须消耗CPU时间的I/O操作正是异步操作的硬件基础。所以即使在DOS 这样的单进程(而且无线程概念)系统中也同样可以发起异步的DMA操作。

  线程的本质

  线程不是一个计算机硬件的功能,而是操作系统提供的一种逻辑功能,线程本质上是进程中一段并发运行的代码,所以线程需要操作系统投入CPU资源来运行和调度。

  异步操作的优缺点

  因为异步操作无须额外的线程负担,并且使用回调的方式进行处理,在设计良好的情况下,处理函数可以不必使用共享变量(即使无法完全不用,最起码可以减少 共享变量的数量),减少了死锁的可能。当然异步操作也并非完美无暇。编写异步操作的复杂程度较高,程序主要使用回调方式进行处理,与普通人的思维方式有些出入,而且难以调试。

  多线程的优缺点

  多线程的优点很明显,线程中的处理程序依然是顺序执行,符合普通人的思维习惯,所以编程简单。但是多线程的缺点也同样明显,线程的使用(滥用)会给系统带来上下文切换的额外负担。并且线程间的共享变量可能造成死锁的出现。

  适用范围

  在了解了线程与异步操作各自的优缺点之后,我们可以来探讨一下线程和异步的合理用途。我认为:当需要执行I/O操作时,使用异步操作比使用线程+同步 I/O操作更合适。I/O操作不仅包括了直接的文件、网络的读写,还包括数据库操作、Web Service、HttpRequest以及.net Remoting等跨进程的调用。

  而线程的适用范围则是那种需要长时间CPU运算的场合,例如耗时较长的图形处理和算法执行。但是往往由于使用线程编程的简单和符合习惯,所以很多朋友往往会使用线程来执行耗时较长的I/O操作。这样在只有少数几个并发操作的时候还无伤大雅,如果需要处理大量的并发操作时就不合适了。

       

    注意事项

异步调用new对象异常问题

=========新加一点东西============================

异步方法的意义何在,Async,和await以及Task都什么意义。和多线程什么关系

 //异步方法
        public async Task<int> MethodA(DateTime bgtime, int i)
        {
            int r = await Task.Run(() =>
            {
                Console.WriteLine("异步方法{0}Task被执行", i);
                Thread.Sleep(100);
                return i * 2;
            });
            Console.WriteLine("异步方法{0}执行完毕,结果{1}", i, r);

            if (i == 49)
            {
                Console.WriteLine("用时{0}", (DateTime.Now - bgtime).TotalMilliseconds);
            }
            return r;
        }
        //普通方法
        public int MethodC(DateTime bgtime, int i)
        {
            int r = Task.Run(() =>
            {
                Console.WriteLine("普通多线程方法{0}Task被执行", i);
                Thread.Sleep(100);
                return i * 2;
            }).Result;
            Console.WriteLine("普通方法{0}执行完毕,结果{1}", i, r);

            if (i == 49)
            {
                Console.WriteLine("用时{0}", (DateTime.Now - bgtime).TotalMilliseconds);
            }
            return r;
        }

    【意义】异步方法的意义就是保证一个进程使用多线程多次执行一个方法时,不会因为其中某一次执行阻塞调用进程
  【原理】利用方法内Task调用新线程,await使方法内等待Task结果时调用进程不被阻塞,多次调用相当于多个线程并行。(不被阻塞的原因应该是异步方法本身就和内部的Task跑在一个线程里)
  【区别】普通方法只用Task也可以并行,当方法内需要Task返回值时,等待Task结果就会阻塞调用进程。
  【应用】主要应用在没有返回值,使用线程且需要线程返回结果的方法。

       关于Async和await。

  await其实不光是一个简单的让下一行代码等待异步方法或Task结果的关键字。应该理解成一个扩大当前Task代码执行范围的命令。

  从最开始的await Task让整个异步方法B都能在Task中运行(所以普通方法调用异步方法B时,B内await Task结果就不会阻塞调用进程)。

  到异步方法A中await异步方法B让异步方法A和B都在同一Task内运行(所以普通方法调用异步方法A时,A内await异步方法B的结果和B内await Task的结果就不会阻塞调用进程)

  Async用于标识一个方法是异步方法,约束其返回类型为Task<T>。也就说内部可以使用await,且方法本身是放到Task中执行的,所以代码返回类型T,方法的返回类型却是Task<T>。

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