常見的非同步方式async 和 await

之前研究過c#的async和await關鍵字，幕後幹了什麼，但是不知道為什麼找不到相關資料了。現在重新研究一遍，順便記錄下來，方便以後查閱。

基礎知識

async 關鍵字標註一個方法，該方法返回值是一個Task、或者Task<TResult>、void、包含GetAwaiter方法的類型。該方法通常包含一個await表達式。該表達式標註一個點，將被某個非同步方法回跳到該點。並且，當前函數執行到該點，將立刻返回控制權給調用方。

以上描述了async方法想乾的事情，至於如何實現，這裡就不涉獵了。

個人見解

由此可以知道，async 和await關鍵字主要目的是為了控制非同步線程的同步，讓一個非同步過程，表現得好像同步過程一樣。

比如async 方法分n個任務去下載網頁併進行處理：先await下載，然後立刻返回調用方，之後的處理就由非同步線程完成下載後調用。這時候調用方可以繼續執行它的任務，不過，如果調用方立刻就需要async的結果，那麼應該就只能等待，不過大多數情況：他暫時不需要這個結果，那麼就可以並行處理這些代碼。

可見，並行性體現在await 上，如果await 點和最終的數據結果距離越遠，那麼並行度就越高。如果await的點越多，相信也會改善並行性。

資料顯示，async 和await 關鍵字並不會創建線程，這是很關鍵的一點。他們只是創建了一個返回點，提供給需要他的線程使用。那麼線程究竟是誰創建？註意await 表達式的組成，他需要一個Task，一個Task並不代表一定要創建線程，也可以是另一個async方法，但是層層包裹最裡面的方法，很可能就是一個原生的Task，比如await Task.Run(()=>Thread.Sleep(0)); ，這個真正產生線程的語句，就會根據前面那些await點，逐個回調。

從這點來看，async 方法，未必就是一個非同步方法，他在語義上更加貼近“非阻塞”, 當遇到阻塞操作，立刻用await定點返回，至於其他更深一層的解決手段，它就不關心了。這是程式員需要關心的，程式員需要用真正的創建線程代碼，來完成非同步操作（當然這一步可由庫程式員完成）。

註意async的幾個返回值類型，這代表了不同的使用場景。如果是void，說明客戶端不關心數據同步問題，它只需要線程的控制權立刻返回。可以用在ui 等場合，如果是Task，客戶端也不關心數據，但是它希望能夠控制非同步線程，這可能是對任務執行順序有一定的要求。當然，最常見的是Task<TResult>。

綜上，async和await並不是為了多任務而設計的，如果追求高併發，應該在async函數內部用Task好好設計一番。在使用async 和await的時候，只需要按照非阻塞的思路去編寫代碼就可以了，至於幕後怎麼處理就交給真正的多線程代碼創建者吧。

示範代碼

        static async Task RunTaskAsync(int step)
        {
            for(int i=0; i < step; i++)
            {
                await Task.Run(()=>Thread.Sleep(tmloop));//點是靜態的，依次執行
                Thread.Sleep(tm2);
            }
            Thread.Sleep(tm3);
        }

//客戶端
            Task tk= RunTaskAsync(step);
            Thread.Sleep(tm1);//這一段是並行的，取max（函數，代碼段)最大時間
            tk.Wait( );//這裡代表最終數據

為了達到高度並行，應該用真正的多線程代碼：

        static async Task RunTaskByParallelAsync(int step)
        {
            await Task.Run(()=>Parallel.For(0,step,
                s=>{loop(tmloop);
                    loop(tm2);
                    }
            ));
            loop(tm3);
        }

並行編碼方法

並行執行有幾個方法，第一個是創建n個Task，一起啟動。問題是怎麼處理await點。每個task寫一個await點是不行的，因為遇到第一個await就立刻返回，而不會開啟所有任務並行執行。因此await不能隨便放。那麼如何為一組Task設定await點呢？可以通過Task.WhenAll 這個方法，他會等待一組Task執行完畢返回。

特定情況下，可以用Parallel.For 來開啟一組任務，但是這個類並沒有實現async模式，也就是它會阻塞當前線程，所以需要用一個Task來包裹它。

可見，非阻塞和並行不完全是一回事。