ASP.NET sync over async（異步中同步，什麼鬼？）

時間  2019-12-08
標籤 asp.net asp sync async 異步 同步 什麼 欄目 ASP 简体版
原文   原文鏈接

轉自：http://www.cnblogs.com/xishuai/p/asp-net-sync-over-async.htmlhtml

async/await 是咱們在 ASP.NET 應用程序中，寫異步代碼最經常使用的兩個關鍵字，使用它倆，咱們不須要考慮太多背後的東西，好比異步的原理等等，若是你的 ASP.NET 應用程序是異步到底的，包含數據庫訪問異步、網絡訪問異步、服務調用異步等等，那麼恭喜你，你的應用程序是沒問題的，但有一種狀況是，你的應用程序代碼比較老，是同步的，但如今你須要調用異步代碼，這該怎麼辦呢？有人可能會說，很簡單啊，不是有個 .Result 嗎？但事實真的就這麼簡單嗎？咱們來探究下。git

首先，放出幾篇經典文章：github

上面文章的內容，咱們後面會說。光看不練假把式，因此，若是真正要體會 sync over async，咱們還須要本身動手進行測試：數據庫

  • 1. 異步調用使用 .Result，同步調用使用 .Result
  • 2. 異步調用使用 await，同步調用使用 Task.Run
  • 3. 異步調用使用 await，同步調用使用 .Result
  • 4. 異步調用使用 Task.Run，同步調用使用 .Result
  • 5. 異步調用使用 await .ConfigureAwait(true)，同步調用使用 .Result
  • 6. 異步調用使用 await .ConfigureAwait(false)，同步調用使用 .Result
  • 7. 異步調用使用 await，異步調用使用 await
  • 8. 測試總結

先說明一下，在測試代碼中，異步調用使用的是 HttpClient.GetAsync 方法，而且測試請求執行兩次，關於具體的分析，後面再進行說明。編程

1. 異步調用使用 .Result，同步調用使用 .Result

測試代碼：網絡

[Route("")]
[HttpGet]
public string Index()
{
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId1:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    var result = Test();
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId4:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    return result;
}

public static string Test()
{
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId2:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    using (var client = new HttpClient())
    {
        var response = client.GetAsync(url).Result;
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId3:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        return response.Content.ReadAsStringAsync().Result;
    }
}

 

輸出結果：app

Thread.CurrentThread.ManagedThreadId1:13
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId2:13
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId3:13
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId4:13
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId1:6
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId2:6
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId3:6
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId4:6

 

簡單總結：同步代碼中調用異步，上面的測試代碼應該是咱們最常寫的，爲何沒有出現線程阻塞，頁面卡死的狀況呢？並且代碼中調用了 GetAsync，爲何請求線程只有一個？後面再說，咱們接着測試。異步

2. 異步調用使用 await，同步調用使用 Task.Run

測試代碼：async

[Route("")]
[HttpGet]
public string Index()
{
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId1:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    var result = Task.Run(() => Test2()).Result;
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId4:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    return result;
}

public static async Task<string> Test2()
{
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId2:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    using (var client = new HttpClient())
    {
        var response = await client.GetAsync(url);
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId3:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        return await response.Content.ReadAsStringAsync();
    }
}

 

輸出結果：異步編程

Thread.CurrentThread.ManagedThreadId1:6
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId2:7
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId3:11
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId4:6
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId1:6
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId2:7
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId3:12
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId4:6

簡單總結：根據上面的輸出結果，咱們發現，在一個請求過程當中，總共會出現三個線程，一個是開始的請求線程，接着是 Task.Run 建立的一個線程，而後是異步方法中 await 等待的執行線程，須要注意的是，ManagedThreadId1 和 ManagedThreadId4 始終是同樣的。

3. 異步調用使用 await，同步調用使用 .Result

測試代碼：

[Route("")]
[HttpGet]
public string Index()
{
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId1:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    var result = Test3().Result;
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId4:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    return result;
}

public static async Task<string> Test3()
{
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId2:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    using (var client = new HttpClient())
    {
        var response = await client.GetAsync(url);
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId3:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        return await response.Content.ReadAsStringAsync();
    }
}

 

輸出結果：

Thread.CurrentThread.ManagedThreadId1:5
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId2:5

簡單總結：首先，頁面是卡死狀態，ManagedThreadId3 並無輸出，也就是執行到 await client.GetAsync 的時候，線程就阻塞了。

4. 異步調用使用 Task.Run，同步調用使用 .Result

測試代碼：

[Route("")]
[HttpGet]
public string Index()
{
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId1:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    var result = Test4().Result;
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId4:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    return result;
}

public static async Task<string> Test4()
{
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId2:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    return await Task.Run(() =>
    {
        Thread.Sleep(1000);
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId3:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        return "xishuai";
    });
}

 

輸出結果：

Thread.CurrentThread.ManagedThreadId1:6
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId2:6
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId3:7

 

簡單總結：和第三種狀況同樣，頁面也是卡死狀態，但不一樣的是，ManagedThreadId3 是輸出的，測試它的主要目的是和第三種狀況造成對比，以便了解 HttpClient.GetAsync 中究竟是什麼鬼？

5. 異步調用使用 await .ConfigureAwait(true)，同步調用使用 .Result

測試代碼：

[Route("")]
[HttpGet]
public string Index()
{
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId1:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    var result = Test5().Result;
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId4:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    return result;
}

public static async Task<string> Test5()
{
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId2:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    using (var client = new HttpClient())
    {
        var task = client.GetAsync(url);
        var response = await task.ConfigureAwait(true);
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId3:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        return await response.Content.ReadAsStringAsync();
    }
}

 

輸出結果：

Thread.CurrentThread.ManagedThreadId1:6
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId2:6

 

簡單總結：和上面兩種狀況同樣，頁面也是卡死狀態，它的效果和第三種徹底同樣，ManagedThreadId3 都沒有輸出的。

6. 異步調用使用 await .ConfigureAwait(false)，同步調用使用 .Result

測試代碼：

[Route("")]
[HttpGet]
public string Index()
{
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId1:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    var result = Test6().Result;
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId4:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    return result;
}

public static async Task<string> Test6()
{
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId2:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    using (var client = new HttpClient())
    {
        var task = client.GetAsync(url);
        var response = await task.ConfigureAwait(false);
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId3:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        return await response.Content.ReadAsStringAsync();
    }
}

 

輸出結果：

Thread.CurrentThread.ManagedThreadId1:6
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId2:6
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId3:10
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId4:6
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId1:8
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId2:8
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId3:11
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId4:8

簡單總結：和第五種狀況造成對比，僅僅只是把 ConfigureAwait 參數設置爲 false，結果卻徹底不一樣。

7. 異步調用使用 await，異步調用使用 await

測試代碼：

[Route("")]
[HttpGet]
public async Task<string> Index()
{
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId1:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    var result = await Test7();
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId4:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    return result;
}

public static async Task<string> Test7()
{
    System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId2:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    using (var client = new HttpClient())
    {
        var response = await client.GetAsync(url);
        System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Thread.CurrentThread.ManagedThreadId3:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        return await response.Content.ReadAsStringAsync();
    }
}

 

輸出結果：

Thread.CurrentThread.ManagedThreadId1:6
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId2:6
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId3:12
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId4:12
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId1:7
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId2:7
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId3:8
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId4:8

簡單總結：注意這是異步的寫法，調用和被調用方法都是異步的，從輸出的結果中，咱們就會發現，這種狀況和上面的六種狀況，有一個最明顯的區別就是，請求線程和結束線程不是同一個，說明什麼呢？線程是異步等待的。

8. 測試總結

先梳理一下測試結果：

  1. 異步調用使用 .Result，同步調用使用 .Result：經過，始終一個線程。
  2. 異步調用使用 await，同步調用使用 Task.Run：經過，三個線程，請求開始和結束爲相同線程。
  3. 異步調用使用 await，同步調用使用 .Result：卡死，線程阻塞。
  4. 異步調用使用 Task.Run，同步調用使用 .Result：卡死，線程阻塞。
  5. 異步調用使用 await .ConfigureAwait(true)，同步調用使用 .Result：卡死，線程阻塞。
  6. 異步調用使用 await .ConfigureAwait(false)，同步調用使用 .Result：經過，兩個線程，await 執行爲單獨一個線程。
  7. 異步調用使用 await，異步調用使用 await：經過，兩個線程，請求開始和結束爲不一樣線程。

上面這麼多的測試狀況，看起來可能有些暈，咱們先從最簡單的第二種狀況開始分析下，首先，頁面是同步方法，請求線程能夠看做是一個主線程 1，而後經過 Task.Run 建立線程 2，讓它去執行 Test2 方法，須要注意的是，這時候主線程 1 並不會往下執行（從輸出結果能夠看出），它會等待線程 2 執行，主要是等待線程 2 執行返回結果，在 Test2 方法中，一切是異步方法，await client.GetAsync 會建立又一個線程 3 去執行，而且線程 2 等待它返回結果，而後最終回到線程 1 上，在整個過程當中，雖然有三個線程，但這三個線程並非同時工做的，而是一個執行以後等待另外一個執行的結果，因此整個執行過程仍是同步的。

第三種和第二種狀況的不一樣就是，異步調用由 Task.Run 改爲了 .Result，而後就形成了頁面卡死，在 Don't Block on Async Code 這篇文章中，就是詳細說明的這種狀況，爲何會卡死呢？其實你從一樣卡死的第四種狀況和第五種狀況中，能夠發現一些線索，ConfigureAwait 的說明是：試圖繼續回奪取的原始上下文，則爲 true；不然爲 false。什麼意思呢？就是它能夠變身爲請求線程，最能體現出這一點的是，若是設置爲 true，那麼在這個線程中，就能夠訪問 HttpContext.Current，那爲何在同步調用中，設置爲 true 就形成頁面卡死呢？咱們分析一下，頁面是同步方法，請求線程能夠看做是一個主線程 1，而後調用 Test3 異步方法，這時候主線程 1，會在這裏等待異步的執行結果，在 Test3 方法中建立一個線程 2，由於把 ConfigureAwait 設置爲了 true，那麼線程 2 就想把本身變身成爲請求線程（謀權篡位），也就是線程 1，可是人家線程 1 如今正在門口等它呢？線程 2 卻想佔有線程 1 的地位，很顯然，這是不成功的，那什麼狀況下能夠謀權篡位成功呢？就是線程 1 不在，也就是線程 1 回到線程池中了，這就是異步等待的效果，也是它的威力。

針對第三種狀況，簡單畫了一個示意圖：

在第五種狀況中，由於把 ConfigureAwait 設置爲 false，線程 2 不想謀權篡位了，它只想老老實實的作事，把執行結果返回給請求線程 1，那麼整個請求執行過程就是順利的。

同步調用異步測試中，還剩一個第一種狀況，它和其餘狀況不一樣的是，沒有異步方法，只是使用的是 .Result，那爲何它是經過的？而且線程始終是一個呢？首先，頁面請求開始，建立一個請求線程 1，由於 Test 方法並非異步方法，因此仍是線程 1 去執行它，執行到了 client.GetAsync 這一步，由於沒有使用 await，因此並不會建立一個線程去執行它，而且最終的是，雖然 GetAsync 是異步方法，但再其實現代碼中，設置了 ConfigureAwait(false)：

async Task<HttpResponseMessage> SendAsyncWorker(HttpRequestMessage request, HttpCompletionOption completionOption, CancellationToken cancellationToken)
{
    using (var lcts = CancellationTokenSource.CreateLinkedTokenSource(cts.Token, cancellationToken))
    {
        lcts.CancelAfter(timeout);

        var task = base.SendAsync(request, lcts.Token);
        if (task == null)
            throw new InvalidOperationException("Handler failed to return a value");

        var response = await task.ConfigureAwait(false);//重點
        if (response == null)
            throw new InvalidOperationException("Handler failed to return a response");

        //
        // Read the content when default HttpCompletionOption.ResponseContentRead is set
        //
        if (response.Content != null && (completionOption & HttpCompletionOption.ResponseHeadersRead) == 0)
        {
            await response.Content.LoadIntoBufferAsync(MaxResponseContentBufferSize).ConfigureAwait(false);
        }

        return response;
    }
}

 

因此，整個過程應該是這樣的，在測試代碼中始終是一個請求線程在執行，而且在 client.GetAsync 的執行中，會建立另一個線程 2 去執行，而後線程 1 等待線程 2 的執行結果，由於 GetAsync 的實現並不在測試代碼中，因此表現出來就是一個線程在執行，雖然是異步方法，但它和同步方法同樣，爲何？由於線程始終在等待另外一個線程的執行結果，也就是說，在某一時刻，始終是一個線程在執行，其他線程都在等待。

sync over async（異步中同步）是否可行？經過上面的測試結果能夠得出是可行的，但要注意一些寫法問題：

  • 異步調用使用 .Result，而不能出現 await。
  • 不能出現 ConfigureAwait(true)。
  • 可使用 Task.Run，但僅限於不返回結果的執行線程。

固然最好的方式是異步到底。

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