C#异步编程のawait和async关键字来写异步程序

一、await和async关键字

.Net平台不断推出了新的异步编程模型，在.net4.5中加入了关键字await和async，顾名思义，await是指方法执行可等待，即可挂起直到有结果（不是必须立即占用主进程），async标明此方法是异步方法

await 运算符在异步方法应用于任务，以挂起执行方法，直到所等待的任务完成。任务表示正在进行的工作。

在其中使用 await 的异步方法必须通过 async 关键字进行修改。使用 async 修饰符定义并且通常包含一个或多个 await 表达式的这类方法称为异步方法。

二、分析关键字结构及语法

先解析一下专业名词：

同步方法：一个程序调用某个方法，等到其执行完成之后才进行下一步操作。这也是默认的形式。

异步方法：一个程序调用某个方法，在处理完成之前就返回该方法。通过 async/await 我们就可以实现这种类型的方法。

async/await 结构可分成三部分：

（1）调用方法：该方法调用异步方法，然后在异步方法执行其任务的时候继续执行；

（2）异步方法：该方法异步执行工作，然后立刻返回到调用方法；

（3）await 表达式：用于异步方法内部，指出需要异步执行的任务。一个异步方法可以包含多个 await 表达式（不存在 await 表达式的话 IDE 会发出警告）。

异步方法：在执行完成前立即返回调用方法，在调用方法继续执行的过程中完成任务。

语法分析：

（1）关键字：方法头使用 async 修饰。

（2）要求：包含 N（N>0）个 await 表达式（不存在 await 表达式的话 IDE 会发出警告），表示需要异步执行的任务。

（3）返回类型：只能返回 3 种类型（void、Task 和 Task<T>）。Task 和 Task<T> 标识返回的对象会在将来完成工作，表示调用方法和异步方法可以继续执行。

（4）参数：数量不限，但不能使用 out 和 ref 关键字。

（5）命名约定：方法后缀名应以 Async 结尾。

（6）其它：匿名方法和 Lambda 表达式也可以作为异步对象；async 是一个上下文关键字；关键字 async 必须在返回类型前。

三、异步调用http

        private async void startButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            // Disable the button until the operation is complete.
            startButton.IsEnabled = false;

            resultsTextBox.Clear();

            // One-step async call.
            await SumPageSizesAsync();

            //// Two-step async call.
            //Task sumTask = SumPageSizesAsync();
            //await sumTask;

            resultsTextBox.Text += "
Control returned to startButton_Click.
";

            // Reenable the button in case you want to run the operation again.
            startButton.IsEnabled = true;
        }


        private async Task SumPageSizesAsync()
        {
            // Declare an HttpClient object.
            HttpClient client = new HttpClient();

            // Make a list of web addresses.
            List<string> urlList = SetUpURLList();

            var total = 0;

            foreach (var url in urlList)
            {
                // GetByteArrayAsync returns a task. At completion, the task
                // produces a byte array.
                byte[] urlContents = await client.GetByteArrayAsync(url);

                // The following two lines can replace the previous assignment statement.
                //Task<byte[]> getContentsTask = client.GetByteArrayAsync(url);
                //byte[] urlContents = await getContentsTask;
                DisplayResults(url, urlContents);

                // Update the total.
                total += urlContents.Length;
            }

            // Display the total count for all of the websites.
            resultsTextBox.Text +=
                string.Format("

Total bytes returned:  {0}
", total);
        }


        private List<string> SetUpURLList()
        {
            List<string> urls = new List<string> 
            { 
                "http://msdn.microsoft.com/library/windows/apps/br211380.aspx",
                "http://msdn.com",
                "http://msdn.microsoft.com/en-us/library/hh290136.aspx",
                "http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ee256749.aspx",
                "http://msdn.microsoft.com/en-us/library/hh290138.aspx",
                "http://msdn.microsoft.com/en-us/library/hh290140.aspx",
                "http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd470362.aspx",
                "http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa578028.aspx",
                "http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms404677.aspx",
                "http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ff730837.aspx"
            };
            return urls;
        }


        private void DisplayResults(string url, byte[] content)
        {
            // Display the length of each website. The string format 
            // is designed to be used with a monospaced font, such as
            // Lucida Console or Global Monospace.
            var bytes = content.Length;
            // Strip off the "http://".
            var displayURL = url.Replace("http://", "");
            resultsTextBox.Text += string.Format("
{0,-58} {1,8}", displayURL, bytes);
        }

四、其他示例

public class MyClass  
{  
    public MyClass()  
    {  
        DisplayValue(); //这里不会阻塞  
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine("MyClass() End.");  
    }  
    public Task<double> GetValueAsync(double num1, double num2)  
    {  
        return Task.Run(() =>  
        {  
            for (int i = 0; i < 1000000; i++)  
            {  
                num1 = num1 / num2;  
            }  
            return num1;  
        });  
    }  
    public async void DisplayValue()  
    {  
        double result = await GetValueAsync(1234.5, 1.01);//此处会开新线程处理GetValueAsync任务，然后方法马上返回  
        //这之后的所有代码都会被封装成委托，在GetValueAsync任务完成时调用  
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Value is : " + result);  
    }  
}

要执行异步操作的方法用async标记，调用方法时用await标记，被异步调用的方法返回值用<task>修饰。

实际执行代码：

public void DisplayValue()  
{  
    System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter<double> awaiter = GetValueAsync(1234.5, 1.01).GetAwaiter();  
    awaiter.OnCompleted(() =>  
        {  
            double result = awaiter.GetResult();  
            System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Value is : " + result);  
        });  
}

以下为某大神写的静态类，可以将一般方法转化为异步调用：

public static class TaskAsyncHelper  
02.{  
03.    /// <summary>  
04.    /// 将一个方法function异步运行，在执行完毕时执行回调callback  
05.    /// </summary>  
06.    /// <param name="function">异步方法，该方法没有参数，返回类型必须是void</param>  
07.    /// <param name="callback">异步方法执行完毕时执行的回调方法，该方法没有参数，返回类型必须是void</param>  
08.    public static async void RunAsync(Action function, Action callback)  
09.    {  
10.        Func<System.Threading.Tasks.Task> taskFunc = () =>  
11.        {  
12.            return System.Threading.Tasks.Task.Run(() =>  
13.            {  
14.                function();  
15.            });  
16.        };  
17.        await taskFunc();  
18.        if (callback != null)  
19.            callback();  
20.    }  
21.  
22.    /// <summary>  
23.    /// 将一个方法function异步运行，在执行完毕时执行回调callback  
24.    /// </summary>  
25.    /// <typeparam name="TResult">异步方法的返回类型</typeparam>  
26.    /// <param name="function">异步方法，该方法没有参数，返回类型必须是TResult</param>  
27.    /// <param name="callback">异步方法执行完毕时执行的回调方法，该方法参数为TResult，返回类型必须是void</param>  
28.    public static async void RunAsync<TResult>(Func<TResult> function, Action<TResult> callback)  
29.    {  
30.        Func<System.Threading.Tasks.Task<TResult>> taskFunc = ()=>  
31.            {  
32.                return System.Threading.Tasks.Task.Run(()=>  
33.                    {  
34.                        return function();  
35.                    });  
36.            };  
37.        TResult rlt = await taskFunc();  
38.        if(callback != null)  
39.            callback(rlt);  
40.    }  
41.}

async用来修饰方法，表明这个方法是异步的，声明的方法的返回类型必须为：void，Task或Task<TResult>。

await必须用来修饰Task或Task<TResult>，而且只能出现在已经用async关键字修饰的异步方法中。通常情况下，async/await成对出现才有意义，

上面提到task.wait可以让主线程等待后台线程执行完毕，await和wait类似，同样是等待，等待Task<string>.Run()开始的后台线程执行完毕，不同的是await不会阻塞主线程

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