異步編程 z

時間 2019-12-20

標籤異步編程简体版

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走進異步編程的世界 - 開始接觸 async/await

序

　　這是學習異步編程的入門篇。html

　　涉及 C# 5.0 引入的 async/await，但在控制檯輸出示例時常常會採用 C# 6.0 的 $"" 來拼接字符串，至關於string.Format() 方法。數據庫

1、What's 異步？

啓動程序時，系統會在內存中建立一個新的進程。進程是構成運行程序資源的集合。

在進程內部，有稱爲線程的內核對象，它表明的是真正的執行程序。系統會在 Main 方法的第一行語句就開始線程的執行。

線程：

①默認狀況，一個進程只包含一個線程，從程序的開始到執行結束；

②線程能夠派生自其它線程，因此一個進程能夠包含不一樣狀態的多個線程，來執行程序的不一樣部分；

③一個進程中的多個線程，將共享該進程的資源；

④系統爲處理器執行所規劃的單元是線程，而非進程。

通常來講咱們寫的控制檯程序都只使用了一個線程，從第一條語句按順序執行到最後一條。但在不少的狀況下，這種簡單的模型會在性能或用戶體驗上很差。

例如：服務器要同時處理來自多個客戶端程序的請求，又要等待數據庫和其它設備的響應，這將嚴重影響性能。程序不該該將時間浪費在響應上，而要在等待的同時執行其它任務！

如今咱們開始進入異步編程。在異步程序中，代碼不須要按照編寫時的順序執行。這時咱們須要用到 C# 5.0 引入的 async/await 來構建異步方法。

咱們先看一下不用異步的示例：

 1     class Program  2  {  3 //建立計時器  4 private static readonly Stopwatch Watch = new Stopwatch();  5  6 private static void Main(string[] args)  7  {  8 //啓動計時器  9  Watch.Start(); 10 11 const string url1 = "http://www.cnblogs.com/"; 12 const string url2 = "http://www.cnblogs.com/liqingwen/"; 13 14 //兩次調用 CountCharacters 方法（下載某網站內容，並統計字符的個數） 15 var result1 = CountCharacters(1, url1); 16 var result2 = CountCharacters(2, url2); 17 18 //三次調用 ExtraOperation 方法（主要是經過拼接字符串達到耗時操做） 19 for (var i = 0; i < 3; i++) 20  { 21 ExtraOperation(i + 1); 22  } 23 24 //控制檯輸出 25 Console.WriteLine($"{url1} 的字符個數：{result1}"); 26 Console.WriteLine($"{url2} 的字符個數：{result2}"); 27 28  Console.Read(); 29  } 30 31 /// <summary> 32 /// 統計字符個數 33 /// </summary> 34 /// <param name="id"></param> 35 /// <param name="address"></param> 36 /// <returns></returns> 37 private static int CountCharacters(int id, string address) 38  { 39 var wc = new WebClient(); 40 Console.WriteLine($"開始調用 id = {id}：{Watch.ElapsedMilliseconds} ms"); 41 42 var result = wc.DownloadString(address); 43 Console.WriteLine($"調用完成 id = {id}：{Watch.ElapsedMilliseconds} ms"); 44 45 return result.Length; 46  } 47 48 /// <summary> 49 /// 額外操做 50 /// </summary> 51 /// <param name="id"></param> 52 private static void ExtraOperation(int id) 53  { 54 //這裏是經過拼接字符串進行一些相對耗時的操做 55 var s = ""; 56 57 for (var i = 0; i < 6000; i++) 58  { 59 s += i; 60  } 61 62 Console.WriteLine($"id = {id} 的 ExtraOperation 方法完成：{Watch.ElapsedMilliseconds} ms"); 63  } 64 }

圖1-1 運行的效果圖，以毫秒（ms）爲單位

　　【備註】通常來講，直接拼接字符串是一種比較耗性能的手段，若是對字符串拼接有性能要求的話應該使用 StringBuilder。

　　【注意】每次運行的結果可能不一樣。無論哪次調試，絕大部分時間都浪費前兩次調用（CountCharacters 方法），即在等待網站的響應上。

　　圖1-2 根據執行結果所畫的時間軸異步

有人曾幻想着這樣提升性能的方法：在調用 A 方法時，不等它執行完，直接執行 B 方法，而後等 A 方法執行完成再處理。

C# 的 async/await 就能夠容許咱們這麼弄。

 1     class Program  2  {  3 //建立計時器  4 private static readonly Stopwatch Watch = new Stopwatch();  5  6 private static void Main(string[] args)  7  {  8 //啓動計時器  9  Watch.Start(); 10 11 const string url1 = "http://www.cnblogs.com/"; 12 const string url2 = "http://www.cnblogs.com/liqingwen/"; 13 14 //兩次調用 CountCharactersAsync 方法（異步下載某網站內容，並統計字符的個數） 15 Task<int> t1 = CountCharactersAsync(1, url1); 16 Task<int> t2 = CountCharactersAsync(2, url2); 17 18 //三次調用 ExtraOperation 方法（主要是經過拼接字符串達到耗時操做） 19 for (var i = 0; i < 3; i++) 20  { 21 ExtraOperation(i + 1); 22  } 23 24 //控制檯輸出 25 Console.WriteLine($"{url1} 的字符個數：{t1.Result}"); 26 Console.WriteLine($"{url2} 的字符個數：{t2.Result}"); 27 28  Console.Read(); 29  } 30 31 /// <summary> 32 /// 統計字符個數 33 /// </summary> 34 /// <param name="id"></param> 35 /// <param name="address"></param> 36 /// <returns></returns> 37 private static async Task<int> CountCharactersAsync(int id, string address) 38  { 39 var wc = new WebClient(); 40 Console.WriteLine($"開始調用 id = {id}：{Watch.ElapsedMilliseconds} ms"); 41 42 var result = await wc.DownloadStringTaskAsync(address); 43 Console.WriteLine($"調用完成 id = {id}：{Watch.ElapsedMilliseconds} ms"); 44 45 return result.Length; 46  } 47 48 /// <summary> 49 /// 額外操做 50 /// </summary> 51 /// <param name="id"></param> 52 private static void ExtraOperation(int id) 53  { 54 //這裏是經過拼接字符串進行一些相對耗時的操做 55 var s = ""; 56 57 for (var i = 0; i < 6000; i++) 58  { 59 s += i; 60  } 61 62 Console.WriteLine($"id = {id} 的 ExtraOperation 方法完成：{Watch.ElapsedMilliseconds} ms"); 63  } 64 }