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private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { Console.WriteLine("111 balabala. My Thread ID is :" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); AsyncMethod(); Console.WriteLine("222 balabala. My Thread ID is :" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); } private async Task AsyncMethod() { var ResultFromTimeConsumingMethod = TimeConsumingMethod(); string Result = await ResultFromTimeConsumingMethod + " + AsyncMethod. My Thread ID is :" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId; Console.WriteLine(Result); //返回值是Task的函數能夠不用return } //這個函數就是一個耗時函數,多是IO操做,也多是cpu密集型工做。 private Task<string> TimeConsumingMethod() { var task = Task.Run(()=> { Console.WriteLine("Helo I am TimeConsumingMethod. My Thread ID is :" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Thread.Sleep(5000); Console.WriteLine("Helo I am TimeConsumingMethod after Sleep(5000). My Thread ID is :" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); return "Hello I am TimeConsumingMethod"; }); return task; }
我靠,這麼複雜!!!居然有三個函數!!!居然有那麼多行!!!多線程
彆着急,慢慢看完,最後的時候你會發現使用async/await
真的炒雞優雅。異步
上面是一個的使用async/await
的例子(爲了方便解說原理我才寫的這樣複雜的)。
使用async/await
能很是簡單的建立異步方法,防止耗時操做阻塞當前線程。
使用async/await
來構建的異步方法,邏輯上主要有下面三個結構:async
異步方法的返回類型只能是void
、Task
、Task<TResult>
。示例中異步方法的返回值類型是Task
。函數
另外,上面的AsyncMethod()會被編譯器提示報警,以下圖:
由於是異步方法,因此編譯器提示在前面使用await
關鍵字,這個後面再說,爲了避免引入太多概念致使難以理解暫時就先這麼放着。ui
被await修飾的只能是Task
或者Task<TResule>
類型,一般狀況下是一個返回類型是Task/Task<TResult>
的方法,固然也能夠修飾一個Task/Task<TResult>
變量,await只能出如今已經用async關鍵字修飾的異步方法中。上面代碼中就是修飾了一個變量ResultFromTimeConsumingMethod
。線程
關於被修飾的對象,也就是返回值類型是Task
和Task<TResult>
函數或者Task/Task<TResult>
類型的變量:若是是被修飾對象的前面用await
修飾,那麼返回值其實是void
或者TResult
(示例中ResultFromTimeConsumingMethod
是TimeConsumingMethod()
函數的返回值,也就是Task<string>
類型,當ResultFromTimeConsumingMethod
在前面加了await
關鍵字後 await ResultFromTimeConsumingMethod
實際上徹底等於 ResultFromTimeConsumingMethod.Result
)。若是沒有await
,返回值就是Task
或者Task<TResult>
。翻譯
在示例中是一個CPU密集型的工做,我另開一線程讓他拼命幹活幹5s。若是是IO密集型工做好比文件讀寫等能夠直接調用.Net提供的類庫,對於這些類庫底層具體怎麼實現的?是用了多線程仍是DMA?或者是多線程+DMA?這些問題我沒有深究可是從表象看起來和我用Task另開一個線程去作耗時工做是同樣的。
await
只能修飾Task/Task<TResult>
類型,因此這個耗時函數的返回類型只能是Task/Task<TResult>
類型。
總結:有了上面三個結構就能完成使用一次異步函數。
在開始講解這兩個關鍵字以前,爲了方便,對某些方法作了一些拆解,拆解後的代碼塊用代號指定:
上圖對示例代碼作了一些指定具體就是:
爲了方便觀看我模糊掉了對本示例沒有用的輸出。
這裏涉及到了兩個線程,線程ID分別是1和3。
Caller函數被調用,先執行CallerChild1代碼,這裏是同步執行與通常函數同樣,而後遇到了異步函數CalleeAsync。
在CalleeAsync函數中有await關鍵字,await的做用是打分裂點。
編譯器會把整個函數(CalleeAsync)從這裏分裂成兩個函數。await關鍵字以前的代碼做爲一個函數(按照我上面定義的指代,下文中就叫這部分代碼CalleeChild1)await關鍵字以後的代碼做爲一個函數(CalleeChild2)。
CalleeChild1在調用方線程執行(在示例中就是主線程Thread1),執行到await關鍵字以後,另開一個線程耗時工做在Thread3中執行,而後當即返回。這時調用方會繼續執行下面的代碼CallerChild2(注意是Caller不是Callee)。
在CallerChild2被執行期間,TimeConsumingMethod也在異步執行(多是在別的線程也多是CPU不參與操做直接DMA的IO操做)。
當TimeConsumingMethod執行結束後,CalleeChild2也就具有了執行條件,而這個時候CallerChild2可能執行完了也可能沒有,因爲CallerChild2與CalleeChild2都會在Caller的線程執行,這裏就會有衝突應該先執行誰,編譯器會在合適的時候在Caller的線程執行這部分代碼。示意圖以下:
請注意,CalleeChild2在上圖中並無畫任何箭頭,由於這部分代碼的執行是由編譯器決定的,暫時沒法具體描述是何時執行。
總結一下:
整個流程下來,除了TimeConsumingMethod函數是在Thread3中執行的,剩餘代碼都是在主線程Thread1中執行的.
也就是說異步方法運行在當前同步上下文中,只有激活的時候才佔用當前線程的時間,異步模型採用時間片輪轉來實現(這一點我沒考證,僅做參考)。
你也許會說,明明新加了一個Thread3線程怎麼能說是運行在當前的線程中呢?這裏說的異步方法運行在當前線程上的意思是由CalleeAsync分裂出來的CalleeChild1和CalleeChild2的確是運行在Thread1上的。
以前的示例代碼中異步函數是沒有返回值的,做爲理解原理足夠了,可是在實際應用場景中,帶返回值的應用纔是最經常使用的。那麼,上代碼:
按理說沒錯吧?然而,這代碼一旦執行就會卡死。
是的,死鎖。分析一下爲何:
按照以前我劃定的代碼塊指定,在添加了新代碼後CallerChild2與CalleeChild2的劃分如上圖。
這兩部分代碼塊都是在同一個線程上執行的,也就是主線程Thread1,並且一般狀況下CallerChild2是會早於CalleeChild2執行的(畢竟CalleeChild2得在耗時代碼塊執行以後執行)。
Console.WriteLine(ResultTask.Result);
(CallerChild2)實際上是在請求CalleeChild2的執行結果,此時明顯CalleeChild2尚未結束沒有return任何結果,那Console.WriteLine(ResultTask.Result);
就只能阻塞Thread1等待,直到CalleeChild2有結果。
然而問題就在這,CalleeChild2也是在Thread1上執行的,此時CallerChild2一直佔用Thread1等待CalleeChild2的結果,耗時程序結束後輪到CalleeChild2執行的時候CalleeChild2又因Thread1被CallerChild2佔用而搶不到線程,永遠沒法return,那麼CallerChild2就會永遠等下去,這就形成了死鎖。
解決辦法有兩種一個是把Console.WriteLine(ResultTask.Result);
放到一個新開線程中等待(我的以爲這方法有點麻煩,畢竟要新開線程),還有一個方法是把Caller也作成異步方法:
ResultTask.Result變成了ResultTask 的緣由上面也說了,await修飾的Task/Task<TResult>
獲得的是TResult。
之因此這樣就能解決問題是由於嵌套了兩個異步方法,如今的Caller也成了一個異步方法,當Caller執行到await後直接返回了(await拆分方法成兩部分),CalleeChild2執行以後才輪到Caller中await後面的代碼塊(Console.WriteLine(ResultTask.Result);
)。
另外,把Caller作成異步的方法也解決了一開始的那個警告,還記得麼?
到如今,你可能會說:使用async/await
不比直接用Task.Run()來的簡單啊?好比我用Task
的TaskContinueWith
方法也能實現:
參考:
死鎖問題 http://www.javashuo.com/article/p-gqbuqdfo-bx.html
該博主是翻譯的英文資料,英文原文:http://blog.stephencleary.com/2012/07/dont-block-on-async-code.html
https://www.cnblogs.com/zhili/archive/2013/05/15/Csharp5asyncandawait.html
http://www.cnblogs.com/heyuquan/archive/2013/04/26/3045827.html
https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/programming-guide/concepts/async/index