C#中的異步編程Async 和 Await

談到C#中的異步編程，離不開Async和Await關鍵字

談到異步編程，首先咱們就要明白到底什麼是異步編程。 平時咱們的編程通常都是同步編程，所謂同步編程的意思，和咱們平時說的同時作幾件事情徹底不一樣。 在計算機的世界裏，同步編程的意思說 按照順序來執行,或者說是 一個接着一個地有序的來執行， 好比目前咱們在代碼中有三件任務來執行，那麼必須先執行完第1件，再執行第2件，接下來再執行第3件。 在這個過程當中，第1件沒有完成，你是無法開始作第2件事情的，必須等待。

好比一我的燒開水須要10分鐘，5分鐘找杯子，5分鐘找茶葉。 這件事情在同步編程的世界裏須要20分鐘完成，由於必須先燒開水10分鐘，等燒完開水後。 纔開始作第2件事情找杯子，花費5分鐘。 找完杯子後，纔開始作第3件事情-找茶葉，又花費5分鐘。這樣，整個過程就花費了20分鐘。但其實這3件事情能夠同時作，互相併不影響，這就是異步編程的概念了

由上面這個例子中能夠發現，在計算機編程世界裏，【異步編程】纔是真正的同時進行事情，而【同步編程】是一件一件的有序執行。 上面的例子，若是採用異步編程，那麼10分鐘就能夠所有完成。

 

在C#中，異步編程中有三個方面須要注意:

1.爲了表示一個方法是異步方法，須要使用async關鍵字來修飾該方法簽名

2. 異步方法的返回值類型 --- 只有 void, Task 和 Task<T>

3. 在異步方法內部，你須要使用await關鍵字來修飾一個能夠等待的【可等待】類型，來實現異步

咱們經過例子來比較同步編程和異步編程的不一樣

舉例：  好比頁面上有個【計算】按鈕，點擊該按鈕 程序將會進行一個複雜運算，該運算將花費45秒的時間，運算完後返回計算結果，現實在頁面的一個textbox文本框裏面

private void btnCalculate_Click(object sender, EventArgs e)
{
     int calResult =   ToCalculate();
     this. Textbox1.Text = calResult;

}

private int ToCalculate()
{     
   // 這裏有複雜的計算過程，將耗時45秒， 咱們這裏經過讓線程休眠45秒鐘來模擬
     System.Threading.Thread.Sleep(45000); 
    
      return 100;

}

在上面代碼中，咱們假設方法ToCalculate方法要進行復雜的計算。在這裏，咱們經過讓當前線程掛起45秒，來模擬耗時45秒的複雜計算過程.

咱們能夠想象獲得，上面得代碼中，當用戶在界面上點擊btnCalculate按鈕時，UI在接下來的45秒裏將毫無反應，程序將只幹一件事情，就是容許ToCalculate方法來進行耗時45秒的複雜計算。45秒以後，纔會把計算結果返回到Textbox1中，再接下來作其餘的操做

這個顯然很是的用戶不友好，由於用戶會發現他須要等在那裏45秒，什麼事情也不能幹。若是在這個等待過程當中，用戶在UI上還能同時操做幹其餘的事情呢？  這個就須要涉及到異步編程的概念

【異步編程】的操做過程以下: 

執行異步方法，當遇到await關鍵字時，表示要開始執行一個異步方法，await關鍵字來修飾的方法是一個方法。這個時候程序會作兩件事情

第1件： 程序去執行await關鍵字修飾的異步方法

第2件： 在作第1件的同時，把控制權當即返回給調用者，也就是說調用者這個時候，能夠在等待異步方法執行的過程當中，同時去作其餘事情，由於控制權已經在它手中了。

 

看看上面的例子，若是採用異步方法，當用戶在界面上點擊btnCalculate按鈕時，程序會執行異步方法ToCalculate. 但與此同時，控制權也立刻回到UI手上，也就是說在後臺進行耗時45秒的複雜計算的同時，用戶能夠同時在UI上進行其餘操做。當異步計算結束，把計算結果顯示在UI的Textbox1上。

瞭解了整個過程後，咱們使用異步方法來改寫上面的代碼

private async void btnCalculate_Click(object sender, EventArgs e)
{
     int calResult =   await ToCalculate();
     this. Textbox1.Text = calResult;
}

private Task<int> ToCalculate()
{     
   //將複雜計算的過程放入一個Task<int>中，新開線程
   var t = Task.Run(()=>
   {
      System.Threading.Thread.Sleep(45000);
      return 100; 
   }); 
   //返回的是這個Task<int>
   return t;
}

 從上面的代碼變更中，咱們能夠看到幾處變更狀況

1. 在方法的簽名中，在public後面加入了async關鍵字, 將該方法標識成一個異步方法。 這樣，讓程序知道這個方法是一個異步方法， 此時它內部的await纔會被認爲是一個關鍵字。

    或者說，若是在方法的簽名中沒有async關鍵字, await會被認爲是一個普通的變量名，也就是說，它會被當成普通的C#標識符來處理(相似於 string await ="test";)  

2. 在async標識的異步方法中，在須要異步調用的方法ToCalculate方法前面，使用await關鍵字

3. 異步調用的方法ToCalculate，只能是三種返回值類型中的一種void, Task 和 Task<T>。 在這個例子中，是Task<T>