一文說通C#中的非同步編程

来源:https://www.cnblogs.com/tiger-wang/archive/2020/07/22/13357981.html
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天天寫,不一定就明白。 又及,前兩天看了一個關於同步方法中調用非同步方法的文章,裡面有些概念不太正確,所以整理了這個文章。 一、同步和非同步。 先說同步。 同步概念大家都很熟悉。在非同步概念出來之前,我們的代碼都是按同步的方式寫的。簡單來說,就是程式嚴格按照代碼的邏輯次序,一行一行執行。 看一段代碼: p ...


天天寫,不一定就明白。

又及,前兩天看了一個關於同步方法中調用非同步方法的文章,裡面有些概念不太正確,所以整理了這個文章。

一、同步和非同步。

先說同步。

同步概念大家都很熟悉。在非同步概念出來之前,我們的代碼都是按同步的方式寫的。簡單來說,就是程式嚴格按照代碼的邏輯次序,一行一行執行。

看一段代碼:

public static void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine("Syc proccess - start");

    Console.WriteLine("Syc proccess - enter Func1");
    func1();
    Console.WriteLine("Syc proccess - out Func1");

    Console.WriteLine("Syc proccess - enter Func2");
    func2();
    Console.WriteLine("Syc proccess - out Func2");

    Console.WriteLine("Syc proccess - enter Func3");
    func3();
    Console.WriteLine("Syc proccess - out Func3");

    Console.WriteLine("Syc proccess - done");
}

private static void func1()
{
    Console.WriteLine("Func1 proccess - start");
    Thread.Sleep(1000);
    Console.WriteLine("Func1 proccess - end");
}

private static void func2()
{
    Console.WriteLine("Func2 proccess - start");
    Thread.Sleep(3000);
    Console.WriteLine("Func2 proccess - end");
}

private static void func3()
{
    Console.WriteLine("Func3 proccess - start");
    Thread.Sleep(5000);
    Console.WriteLine("Func3 proccess - end");
}

這是一段簡單的通常意義上的代碼,程式按代碼的次序同步執行,看結果:

Syc proccess - start
Syc proccess - enter Func1
Func1 proccess - start
Func1 proccess - end
Syc proccess - out Func1
Syc proccess - enter Func2
Func2 proccess - start
Func2 proccess - end
Syc proccess - out Func2
Syc proccess - enter Func3
Func3 proccess - start
Func3 proccess - end
Syc proccess - out Func3
Syc proccess - done

沒有任何意外。

    為了防止不提供原網址的轉載,特在這裡加上原文鏈接:https://www.cnblogs.com/tiger-wang/p/13357981.html

那非同步呢?

非同步,來自於對同步處理的改良和優化。

應用中,經常會有對於文件或網路、資料庫的IO操作。這些操作因為IO軟硬體的原因,需要消耗很多時間,但通常情況下CPU計算量並不大。在同步的代碼中,這個過程會被阻塞。直白的說法就是這一行代碼沒執行完成,程式就得等著,等完成後再執行下一行代碼,而這個等待的時間中,CPU資源就被浪費了,閑著了,什麼也沒做。(當然,操作系統會調度CPU乾別的,這兒不抬杠。)

非同步編程模型和規範因此出現了,通過某種機制,讓程式在等著IO的過程中,繼續做點別的事,等IO的過程完成了,再回來處理IO的內容。這樣CPU也沒閑著,在等IO的過程中多做了點事。反映到用戶端,就感覺程式更快了,用時更短了。

下麵重點說一下非同步編程相關的內容。

二、非同步編程

C#中,非同步編程,一個核心,兩個關鍵字。

一個核心是指TaskTask<T>對象,而兩個關鍵字,就是asyncawait

從各種渠道給出的非同步編程,都是下麵的方式:

async Task function()
{
  /* your code here */
}

然後調用的方式:

await function();

是這樣的嗎?嗯,圖樣圖森破~~~

我們來看代碼:

static async Task Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine("Async proccess - start");

    Console.WriteLine("Async proccess - enter Func1");
    await func1();
    Console.WriteLine("Async proccess - out Func1");

    Console.WriteLine("Async proccess - enter Func2");
    await func2();
    Console.WriteLine("Async proccess - out Func2");

    Console.WriteLine("Async proccess - enter Func3");
    await func3();
    Console.WriteLine("Async proccess - out Func3");

    Console.WriteLine("Async proccess - done");

    Console.WriteLine("Main proccess - done");
}

private static async Task func1()
{
    Console.WriteLine("Func1 proccess - start");
    Thread.Sleep(1000);
    Console.WriteLine("Func1 proccess - end");
}

private static async Task func2()
{
    Console.WriteLine("Func2 proccess - start");
    Thread.Sleep(3000);
    Console.WriteLine("Func2 proccess - end");
}

private static async Task func3()
{
    Console.WriteLine("Func3 proccess - start");
    Thread.Sleep(5000);
    Console.WriteLine("Func3 proccess - end");
}

跑一下結果:

Async proccess - start
Async proccess - enter Func1
Func1 proccess - start
Func1 proccess - end
Async proccess - out Func1
Async proccess - enter Func2
Func2 proccess - start
Func2 proccess - end
Async proccess - out Func2
Async proccess - enter Func3
Func3 proccess - start
Func3 proccess - end
Async proccess - out Func3
Async proccess - done
Main proccess - done

咦?這個好像跟同步代碼的執行結果沒什麼區別啊?

嗯,完全正確。上面這個代碼,真的是同步執行的。

這是非同步編程的第一個容易錯誤的理解:asyncawait的配對。

三、async和await的配對

在非同步編程的規範中,async修飾的方法,僅僅表示這個方法在內部有可能採用非同步的方式執行,CPU在執行這個方法時,會放到一個新的線程中執行。

那這個方法,最終是否採用非同步執行,不決定於是否用await方式調用這個方法,而決定於這個方法內部,是否有await方式的調用。

看代碼,很容易理解:

private static async Task func1()
{
    Console.WriteLine("Func1 proccess - start");
    Thread.Sleep(1000);
    Console.WriteLine("Func1 proccess - end");
}

這個方法,因為方法內部沒有await調用,所以這個方法永遠會以同步方式執行,不管你調用這個方法時,有沒有await

而下麵這個代碼:

private static async Task func1()
{
    Console.WriteLine("Func1 proccess - start");
    await Task.Run(() => Thread.Sleep(1000));
    Console.WriteLine("Func1 proccess - end");
}

因為這個方法里有await調用,所以這個方法不管你以什麼方式調用,有沒有await,都是非同步執行的。

看代碼:

static async Task Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine("Async proccess - start");

    Console.WriteLine("Async proccess - enter Func1");
    func1();
    Console.WriteLine("Async proccess - out Func1");

    Console.WriteLine("Async proccess - enter Func2");
    func2();
    Console.WriteLine("Async proccess - out Func2");

    Console.WriteLine("Async proccess - enter Func3");
    func3();
    Console.WriteLine("Async proccess - out Func3");

    Console.WriteLine("Async proccess - done");

    Console.WriteLine("Main proccess - done");

    Console.ReadKey();
}

private static async Task func1()
{
    Console.WriteLine("Func1 proccess - start");
    await Task.Run(() => Thread.Sleep(1000));
    Console.WriteLine("Func1 proccess - end");
}

private static async Task func2()
{
    Console.WriteLine("Func2 proccess - start");
    await Task.Run(() => Thread.Sleep(3000));
    Console.WriteLine("Func2 proccess - end");
}

private static async Task func3()
{
    Console.WriteLine("Func3 proccess - start");
    await Task.Run(() => Thread.Sleep(5000));
    Console.WriteLine("Func3 proccess - end");
}

輸出結果:

Async proccess - start
Async proccess - enter Func1
Func1 proccess - start
Async proccess - out Func1
Async proccess - enter Func2
Func2 proccess - start
Async proccess - out Func2
Async proccess - enter Func3
Func3 proccess - start
Async proccess - out Func3
Async proccess - done
Main proccess - done
Func1 proccess - end
Func2 proccess - end
Func3 proccess - end

結果中,在長時間運行Thread.Sleep的時候,跳出去往下執行了,是非同步。

又有問題來了:不是說非同步調用要用await嗎?

我們把await加到調用方法的前邊,試一下:

	   

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