async & await 的前世此生

時間 2019-12-11

標籤 async await 前世此生欄目 Java 简体版

原文原文鏈接

1、建立線程安全

    class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            new Thread(Go).Start();    // .NET 1.0開始就有的
            Task.Factory.StartNew(Go); // .NET 4.0 引入了 TPL
            Task.Run(new Action(Go));  // .NET 4.5 新增了一個Run的方法

            Console.Read();
        }

        public static void Go()
        {
            Console.WriteLine("我是另外一個線程");
        }
    }

這裏面須要注意的是，建立Thread的實例以後，須要手動調用它的Start方法將其啓動。可是對於Task來說，StartNew和Run的同時，既會建立新的線程，而且會當即啓動它。異步

2、線程池async

線程的建立是比較佔用資源的一件事情，.NET爲咱們提供了線程池來幫助咱們建立和管理線程。Task是默認會直接使用線程池的，可是Thread不會。若是咱們不使用Task，又想用線程池的話，可使用ThreadPool類。spa

namespace 異步
{
    class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("我是主線程：Thread Id {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

            ThreadPool.QueueUserWorkItem(Go);

            Console.Read();
        }

        public static void Go(object data)
        {
            Console.WriteLine("我是另外一個線程：Thread Id {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        }
    }
}

3、傳入參數線程

    class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            //沒有匿名委託以前，咱們只能這樣傳入一個object的參數
            new Thread(Go).Start();

            //有了匿名委託以後...
            new Thread(delegate()
            {
                GoGoGo("arg1", "arg2", "arg3");
            }).Start();

            //固然，還可使用Lambda
            new Thread(() => GoGoGo("arg1", "arg2", "arg3")).Start();


            //Task能這麼靈活，也是由於有了Lambda.
            Task.Run(() => GoGoGo("", "", ""));

            Console.Read();
        }

        public static void Go(object name)
        {

        }

        public static void GoGoGo(string arg1, string arg2, string arg3)
        {

        }
    }

4、返回值 3d

Thread是不能返回值的，可是做爲更高級的Task固然要彌補這個功能了。code

    class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            var dayName = Task.Run<string>(() => GetDayOfThisWeek());

            Console.WriteLine("今天是：{0}", dayName.Result);

            Console.Read();
        }

        private static string GetDayOfThisWeek()
        {
            return "Sunday";
        }
    }

5、數據共享對象

    class Program
    {
        private static bool _isDone = false;

        private static void Main(string[] args)
        {
            new Thread(Done).Start();

            new Thread(Done).Start();

            Console.Read();
        }

        private static void Done()
        {
            if (!_isDone)
            {
                //第二個線程來的時候，就不會再執行了。
                _isDone = true;

                Console.WriteLine("Done");
            }
        }
    }

線程之間能夠經過static變量來共享數據。blog

6、線程安全資源

咱們把上面的代碼小小的調整一下，就知道什麼是線程安全了。

class Program
    {
        private static bool _isDone = false;

        private static void Main(string[] args)
        {
            new Thread(Done).Start();

            new Thread(Done).Start();

            Console.Read();
        }

        private static void Done()
        {
            if (!_isDone)
            {

                Console.WriteLine("Done");

                _isDone = true;

            }
        }
    }

不必定會執行兩次，可是若是你運氣好的話，就會中獎了。由於第一個線程還沒來得及把_isDone設置爲true，第二個線程就進來了。而這不是咱們想要的結果，在多個線程下，結果不是咱們的預期結果，這就是線程不安全。

7、鎖

要解決上面遇到的問題，咱們就要用到鎖。鎖有不少種，咱們這裏就簡單演示一下獨佔鎖。

 class Program
    {
        private static object _lock = new object();

        private static bool _isDone = false;

        private static void Main(string[] args)
        {
            new Thread(Done).Start();

            new Thread(Done).Start();

            Console.Read();
        }

        private static void Done()
        {
            lock (_lock)
            {
                if (!_isDone)
                {

                    Console.WriteLine("Done");

                    _isDone = true;

                }
            }
        }
    }

再咱們加上鎖以後，被鎖住的代碼在同一時間內只容許一個線程訪問，其它的線程會被阻塞，只有等到這個鎖被釋放以後其它的線程才能執行被鎖住的代碼。

8、信號量

它能夠控制對某一段代碼或者對某個資源訪問的線程的數量，超過這個數量以後，其它的線程就得等待，只有等如今佔用的線程釋放了以後，下面的線程才能訪問。這個跟鎖和類似的功能，只不過不是獨佔的，它容許必定數量的線程同時訪問。

 class Program
    {
        private static SemaphoreSlim _semaphore = new SemaphoreSlim(3);

        private static void Main(string[] args)
        {
            for (int i = 1; i <= 5; i++)
            {
                new Thread(Enter).Start(i);
            }

            Console.Read();
        }

        private static void Enter(object id)
        {
            Console.WriteLine(id + "開始排隊...");

            _semaphore.Wait();

            Console.WriteLine(id + "開始執行...");

            Thread.Sleep(1000 * (int)id);

            Console.WriteLine(id + "執行完畢，離開！");

            _semaphore.Release();
        }
    }

在最開始的時候，前3個排隊以後就當即進行執行，可是4和5，只有等到有線程退出以後纔開始執行。

9、異常處理

其餘線程的異常，主線程能夠捕獲到麼？

  class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            try
            {
                new Thread(Go).Start();
            }
            catch (Exception ex)
            {
                //其餘線程裏面的異常，咱們這裏面是捕獲不到的。
                Console.WriteLine("exception");
            }

            Console.ReadKey();
        }

        private static void Go()
        {
            throw new Exception();
        }
    }

 class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            try
            {
                var task = Task.Run(() => Go());

                //在調用了這句話以後，主線程才能捕獲task裏面的異常。
                task.Wait();

                //對於有返回值的Task,咱們接收了它的返回值就不須要在調用wait方法了
                //GetName裏面的異常咱們也能夠捕獲到。
                var task2 = Task.Run(() => GetName());

                var name = task2.Result;
            }
            catch (Exception ex)
            {
                //其餘線程裏面的異常，咱們這裏面是捕獲不到的。
                Console.WriteLine("exception");
            }

            Console.ReadKey();
        }

        private static void Go()
        {
            throw new Exception();
        }

        private static string GetName()
        {
            throw new Exception();
        }
    }

10、async/await

1.初識asnyc/await

        static void Main(string[] args)
        {
            Test();

            Console.WriteLine("Main");

            Console.ReadLine();
        }

        static async void Test()
        {
            Task<string> task = Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(5000);

                return "Hello World";
            });

            string str = await task;

            Console.WriteLine(str);
        }

2.只有async方法在調用前才能加await麼

答案很明顯：await並非針對async的方法，而是針對async方法返回給咱們的task，這也是爲何全部的async方法都必須返回給咱們Task。因此咱們一樣能夠在Task前面也加上await關鍵字，這樣作其實是告訴編譯器我須要等這個Task的返回值或者等這個Task執行完畢以後才能繼續往下走。

3.不用await關鍵字，如何確認Task執行完畢了

 class Program
    {

        static void Main(string[] args)
        {
            var task = Task.Run(() => GetName());

            task.GetAwaiter().OnCompleted(() =>
            {
                var name = task.Result;

                Console.WriteLine("My name is {0}", name);
            });

            Console.WriteLine("主線程執行完畢");

            Console.ReadLine();
        }

        private static string GetName()
        {
            Console.WriteLine("另一個線程在獲取名字");

            Thread.Sleep(3000);

            return "Jesse";
        }
    }