本文重假设回顾async异步形式此前的异步,本文紧如果回顾async异步格局以前的异步伟德国际1946

【转】C#异步的世界【上】

翻阅目录

 

新进阶的程序员可能对async、await用得相比较多,却对往日的异步明白什么少。本人就是此类,因而打算回顾学习下异步的进化史。 

本文重假诺回顾async异步模式往日的异步,下篇小说再来重点解析async异步格局。

新进阶的程序员可能对async、await用得相比较多,却对前边的异步了解什么少。本人就是此类,由此打算回顾学习下异步的进化史。 

APM

APM 异步编程模型,Asynchronous Programming Model

早在C#1的时候就有了APM。即使不是很熟习,可是有些依旧见过的。就是这多少个类是BeginXXX和EndXXX的章程,且BeginXXX再次来到值是IAsyncResult接口。

在规范写APM示例在此之前我们先交由一段同步代码:

伟德国际1946 1

//1、同步方法
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{          
    Debug.WriteLine("【Debug】线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");//为了更好的演示效果,我们使用网速比较慢的外网
    request.GetResponse();//发送请求    

    Debug.WriteLine("【Debug】线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    label1.Text = "执行完毕!";
}

伟德国际1946 2

【表明】为了更好的示范异步效果,这里我们应用winform程序来做示范。(因为winform始终都急需UI线程渲染界面,即便被UI线程占用则会冒出“假死”状态)

【效果图】

伟德国际1946 3

看图得知:

  • 俺们在举行办法的时候页面现身了“假死”,拖不动了。
  • 我们看到打印结果,方法调用前和调用后线程ID都是9(也就是同一个线程)

上面大家再来演示对应的异步方法:(BeginGetResponse、EndGetResponse所谓的APM异步模型)

伟德国际1946 4

private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    //1、APM 异步编程模型,Asynchronous Programming Model
    //C#1[基于IAsyncResult接口实现BeginXXX和EndXXX的方法]             
    Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    request.BeginGetResponse(new AsyncCallback(t =>//执行完成后的回调
    {
        var response = request.EndGetResponse(t);
        var stream = response.GetResponseStream();//获取返回数据流 

        using (StreamReader reader = new StreamReader(stream))
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            while (!reader.EndOfStream)
            {
                var content = reader.ReadLine();
                sb.Append(content);
            }
            Debug.WriteLine("【Debug】" + sb.ToString().Trim().Substring(0, 100) + "...");//只取返回内容的前100个字符 
            Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            label1.Invoke((Action)(() => { label1.Text = "执行完毕!"; }));//这里跨线程访问UI需要做处理
        }
    }), null);

    Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 
}

伟德国际1946 5

【效果图】

 伟德国际1946 6

看图得知:

  • 启用异步方法并从未是UI界面卡死
  • 异步方法启动了此外一个ID为12的线程

下面代码执行顺序:

伟德国际1946 7

眼前大家说过,APM的BebinXXX必须回到IAsyncResult接口。那么接下去我们解析IAsyncResult接口:

率先大家看:

伟德国际1946 8

真正再次回到的是IAsyncResult接口。这IAsyncResult到底长的怎么着体统?:

伟德国际1946 9

并没有想象中的那么复杂嘛。我们是否足以尝尝这贯彻这一个接口,然后显示自己的异步方法吗?

第一定一个类MyWebRequest,然后继续IAsyncResult:(下面是中央的伪代码实现)

伟德国际1946 10

public class MyWebRequest : IAsyncResult
{
    public object AsyncState
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public WaitHandle AsyncWaitHandle
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public bool CompletedSynchronously
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public bool IsCompleted
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
}

伟德国际1946 11

如此必然是不可以用的,起码也得有个存回调函数的习性吧,上面我们有些改造下:

伟德国际1946 12

接下来大家得以自定义APM异步模型了:(成对的Begin、End)

伟德国际1946 13

public IAsyncResult MyBeginXX(AsyncCallback callback)
{
    var asyncResult = new MyWebRequest(callback, null);
    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    new Thread(() =>  //重新启用一个线程
    {
        using (StreamReader sr = new StreamReader(request.GetResponse().GetResponseStream()))
        {
            var str = sr.ReadToEnd();
            asyncResult.SetComplete(str);//设置异步结果
        }

    }).Start();
    return asyncResult;//返回一个IAsyncResult
}

public string MyEndXX(IAsyncResult asyncResult)
{
    MyWebRequest result = asyncResult as MyWebRequest;
    return result.Result;
}

伟德国际1946 14

调用如下:

伟德国际1946 15

 private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
 {
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     MyBeginXX(new AsyncCallback(t =>
     {
         var result = MyEndXX(t);
         Debug.WriteLine("【Debug】" + result.Trim().Substring(0, 100) + "...");
         Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     }));
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 }

伟德国际1946 16

效果图:

伟德国际1946 17

俺们看看自己实现的效应基本上和系统提供的大多。

  • 启用异步方法并从未是UI界面卡死
  • 异步方法启动了另外一个ID为11的线程

【总结】

个人认为APM异步格局就是启用此外一个线程执行耗时任务,然后经过回调函数执行后续操作。

APM仍可以透过此外模式获取值,如:

while (!asyncResult.IsCompleted)//循环,直到异步执行完成 (轮询方式)
{
    Thread.Sleep(100);
}
var stream2 = request.EndGetResponse(asyncResult).GetResponseStream();

asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne();//阻止线程,直到异步完成 (阻塞等待)
var stream2 = request.EndGetResponse(asyncResult).GetResponseStream();

 

填补:假使是一般方法,我们也得以经过委托异步:(BeginInvoke、EndInvoke)

伟德国际1946 18

 public void MyAction()
 {
     var func = new Func<string, string>(t =>
     {
         Thread.Sleep(2000);
         return "name:" + t + DateTime.Now.ToString();
     });

     var asyncResult = func.BeginInvoke("张三", t =>
     {
         string str = func.EndInvoke(t);
         Debug.WriteLine(str);
     }, null); 
 }

伟德国际1946 19

本文重倘若回顾async异步情势从前的异步,下篇随笔再来重点解析async异步形式。

EAP

EAP 基于事件的异步格局,伊夫nt-based Asynchronous Pattern

此形式在C#2的时候光顾。

先来看个EAP的例证:

伟德国际1946 20

 private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
 {            
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

     BackgroundWorker worker = new BackgroundWorker();
     worker.DoWork += new DoWorkEventHandler((s1, s2) =>
     {
         Thread.Sleep(2000);
         Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     });//注册事件来实现异步
     worker.RunWorkerAsync(this);
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 }

伟德国际1946 21

 

【效果图】(同样不会阻塞UI界面)

伟德国际1946 22

【特征】

  • 透过事件的不二法门注册回调函数
  • 因此 XXXAsync方法来执行异步调用

事例很简短,然而和APM情势比较,是不是从未有过那么显明透明。为啥可以那样实现?事件的注册是在干嘛?为何执行RunWorkerAsync会触发注册的函数?

感到温馨又想多了…

俺们试着反编译看看源码:

伟德国际1946 23

 只想说,这么玩,有意思啊?

APM

APM 异步编程模型,Asynchronous Programming Model

早在C#1的时候就有了APM。即便不是很熟谙,可是有些仍然见过的。就是那多少个类是BeginXXX和EndXXX的艺术,且BeginXXX重返值是IAsyncResult接口。

在正儿八经写APM示例此前大家先付给一段共同代码

//1、同步方法
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{          
    Debug.WriteLine("【Debug】线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");//为了更好的演示效果,我们使用网速比较慢的外网
    request.GetResponse();//发送请求    

    Debug.WriteLine("【Debug】线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    label1.Text = "执行完毕!";
}

【表明】为了更好的言传身教异步效果,那里我们应用winform程序来做示范。(因为winform始终都需要UI线程渲染界面,如若被UI线程占用则会油但是生“假死”状态)

【效果图】

伟德国际1946 24

看图得知:

  • 我们在履行形式的时候页面出现了“假死”,拖不动了。
  • 俺们见到打印结果,方法调用前和调用后线程ID都是9(也就是同一个线程)

下边我们再来演示对应的异步方法:(BeginGetResponse、EndGetResponse所谓的APM异步模型)

private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    //1、APM 异步编程模型,Asynchronous Programming Model
    //C#1[基于IAsyncResult接口实现BeginXXX和EndXXX的方法]             
    Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    request.BeginGetResponse(new AsyncCallback(t =>//执行完成后的回调
    {
        var response = request.EndGetResponse(t);
        var stream = response.GetResponseStream();//获取返回数据流 

        using (StreamReader reader = new StreamReader(stream))
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            while (!reader.EndOfStream)
            {
                var content = reader.ReadLine();
                sb.Append(content);
            }
            Debug.WriteLine("【Debug】" + sb.ToString().Trim().Substring(0, 100) + "...");//只取返回内容的前100个字符 
            Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            label1.Invoke((Action)(() => { label1.Text = "执行完毕!"; }));//这里跨线程访问UI需要做处理
        }
    }), null);

    Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 
}

【效果图】

 伟德国际1946 25

看图得知:

  • 启用异步方法并不曾是UI界面卡死
  • 异步方法启动了此外一个ID为12的线程

地方代码执行顺序:

伟德国际1946 26

面前大家说过,APM的BebinXXX必须再次回到IAsyncResult接口。那么接下去大家解析IAsyncResult接口:

先是我们看:

伟德国际1946 27

真正重返的是IAsyncResult接口。那IAsyncResult到底长的怎么体统?:

伟德国际1946 28

并没有想象中的那么复杂嘛。我们是不是可以尝试这贯彻这多少个接口,然后展现自己的异步方法吗?

第一定一个类MyWebRequest,然后继续IAsyncResult:(下面是骨干的伪代码实现)

public class MyWebRequest : IAsyncResult
{
    public object AsyncState
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public WaitHandle AsyncWaitHandle
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public bool CompletedSynchronously
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public bool IsCompleted
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
}

那般自然是无法用的,起码也得有个存回调函数的习性吧,下面我们有些改造下:

伟德国际1946 29

下一场大家得以自定义APM异步模型了:(成对的Begin、End)

public IAsyncResult MyBeginXX(AsyncCallback callback)
{
    var asyncResult = new MyWebRequest(callback, null);
    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    new Thread(() =>  //重新启用一个线程
    {
        using (StreamReader sr = new StreamReader(request.GetResponse().GetResponseStream()))
        {
            var str = sr.ReadToEnd();
            asyncResult.SetComplete(str);//设置异步结果
        }

    }).Start();
    return asyncResult;//返回一个IAsyncResult
}

public string MyEndXX(IAsyncResult asyncResult)
{
    MyWebRequest result = asyncResult as MyWebRequest;
    return result.Result;
}

调用如下:

 private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
 {
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     MyBeginXX(new AsyncCallback(t =>
     {
         var result = MyEndXX(t);
         Debug.WriteLine("【Debug】" + result.Trim().Substring(0, 100) + "...");
         Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     }));
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 }

效果图:

伟德国际1946 30

我们见到自己实现的效果基本上和体系提供的大都。

  • 启用异步方法并不曾是UI界面卡死
  • 异步方法启动了其它一个ID为11的线程

【总结】

个人认为APM异步情势就是启用另外一个线程执行耗时任务,然后通过回调函数执行后续操作。

APM仍是可以够通过其他方法取得值,如:

while (!asyncResult.IsCompleted)//循环,直到异步执行完成 (轮询方式)
{
    Thread.Sleep(100);
}
var stream2 = request.EndGetResponse(asyncResult).GetResponseStream();

asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne();//阻止线程,直到异步完成 (阻塞等待)
var stream2 = request.EndGetResponse(asyncResult).GetResponseStream();

 

补充:如果是通常方法,我们也得以通过委托异步:(BeginInvoke、EndInvoke)

 public void MyAction()
 {
     var func = new Func<string, string>(t =>
     {
         Thread.Sleep(2000);
         return "name:" + t + DateTime.Now.ToString();
     });

     var asyncResult = func.BeginInvoke("张三", t =>
     {
         string str = func.EndInvoke(t);
         Debug.WriteLine(str);
     }, null); 
 }

TAP

TAP 基于任务的异步格局,Task-based Asynchronous Pattern

到目前截至,大家以为上边的APM、EAP异步形式好用啊?好像没有察觉怎么问题。再细致想想…假如大家有六个异步方法需要按先后顺序执行,并且需要(在主进程)得到所有再次来到值。

率先定义多少个委托:

伟德国际1946 31

public Func<string, string> func1()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "name:" + t;
    });
}
public Func<string, string> func2()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "age:" + t;
    });
}
public Func<string, string> func3()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "sex:" + t;
    });
}

伟德国际1946 32

接下来依据一定顺序执行:

伟德国际1946 33

public void MyAction()
{
    string str1 = string.Empty, str2 = string.Empty, str3 = string.Empty;
    IAsyncResult asyncResult1 = null, asyncResult2 = null, asyncResult3 = null;
    asyncResult1 = func1().BeginInvoke("张三", t =>
    {
        str1 = func1().EndInvoke(t);
        Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        asyncResult2 = func2().BeginInvoke("26", a =>
        {
            str2 = func2().EndInvoke(a);
            Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            asyncResult3 = func3().BeginInvoke("男", s =>
            {
                str3 = func3().EndInvoke(s);
                Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            }, null);
        }, null);
    }, null);

    asyncResult1.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    asyncResult2.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    asyncResult3.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    Debug.WriteLine(str1 + str2 + str3);
} 

伟德国际1946 34

除却难看、难读一点像样也没怎么 。不过真正是如此吧?

伟德国际1946 35

asyncResult2是null?
有鉴于此在成就第一个异步操作此前并未对asyncResult2举办赋值,asyncResult2执行异步等待的时候报这几个。那么如此我们就无法控制两个异步函数,遵照一定顺序执行到位后再得到重回值。(理论上仍然有其他方法的,只是会然代码更加错综复杂)

 

是的,现在该我们的TAP登场了。

伟德国际1946 36

只需要调用Task类的静态方法Run,即可轻松使用异步。

收获再次回到值:

伟德国际1946 37

var task1 = Task<string>.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(1500);
    Console.WriteLine("【Debug】task1 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    return "张三";
});
//其他逻辑            
task1.Wait();
var value = task1.Result;//获取返回值
Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

伟德国际1946 38

最近我们处理方面四个异步按序执行:

伟德国际1946 39

Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
string str1 = string.Empty, str2 = string.Empty, str3 = string.Empty;
var task1 = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str1 = "姓名:张三,";
    Console.WriteLine("【Debug】task1 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}).ContinueWith(t =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str2 = "年龄:25,";
    Console.WriteLine("【Debug】task2 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}).ContinueWith(t =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str3 = "爱好:妹子";
    Console.WriteLine("【Debug】task3 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
});

Thread.Sleep(2500);//其他逻辑代码

task1.Wait();

Debug.WriteLine(str1 + str2 + str3);
Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

伟德国际1946 40

[效果图]

伟德国际1946 41

我们看到,结果都收获了,且是异步按序执行的。且代码的逻辑思路卓殊清晰。尽管您感受还不是很大,那么你现象一经是100个异步方法需要异步按序执好吗?用APM的异步回调,这至少也得异步回调嵌套100次。这代码的复杂度显而易见。

 

EAP

EAP 基于事件的异步形式,伊芙(Eve)nt-based Asynchronous Pattern

此形式在C#2的时候光顾。

先来看个EAP的事例:

 private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
 {            
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

     BackgroundWorker worker = new BackgroundWorker();
     worker.DoWork += new DoWorkEventHandler((s1, s2) =>
     {
         Thread.Sleep(2000);
         Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     });//注册事件来实现异步
     worker.RunWorkerAsync(this);
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 }

 

【效果图】(同样不会阻塞UI界面)

伟德国际1946 42

【特征】

  • 透过事件的模式注册回调函数
  • 经过 XXXAsync方法来进行异步调用

事例很简短,不过和APM情势相相比较,是不是没有那么清晰透明。为什么可以这么实现?事件的挂号是在干嘛?为何执行RunWorkerAsync会触发注册的函数?

感到自己又想多了…

我们试着反编译看看源码:

伟德国际1946 43

 只想说,这么玩,有意思吗?

拉开思考

  • WaitOne完成等待的法则

  • 异步为何会升级性能

  • 线程的施用数据和CPU的使用率有肯定的联系呢

 

题目1:WaitOne完成等待的法则

在此以前,大家先来简单的问询下多线程信号控制AutoReset伊芙(Eve)nt类。

var _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
_asyncWaitHandle.WaitOne();

此代码会在 WaitOne 的地点会一向守候下去。除非有此外一个线程执行 AutoReset伊夫nt 的set方法。

var _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
_asyncWaitHandle.Set();
_asyncWaitHandle.WaitOne();

诸如此类,到了 WaitOne 就可以一直实施下去。没有有其余等待。

今昔我们对APM 异步编程模型中的 WaitOne 等待是不是了然了点什么吧。我们回头来促成在此之前自定义异步方法的异步等待。

伟德国际1946 44

public class MyWebRequest : IAsyncResult
{
    //异步回调函数(委托)
    private AsyncCallback _asyncCallback;
    private AutoResetEvent _asyncWaitHandle;
    public MyWebRequest(AsyncCallback asyncCallback, object state)
    {
        _asyncCallback = asyncCallback;
        _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
    }
    //设置结果
    public void SetComplete(string result)
    {
        Result = result;
        IsCompleted = true;
        _asyncWaitHandle.Set();
        if (_asyncCallback != null)
        {
            _asyncCallback(this);
        }
    }
    //异步请求返回值
    public string Result { get; set; }
    //获取用户定义的对象,它限定或包含关于异步操作的信息。
    public object AsyncState
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
    // 获取用于等待异步操作完成的 System.Threading.WaitHandle。
    public WaitHandle AsyncWaitHandle
    {
        //get { throw new NotImplementedException(); }

        get { return _asyncWaitHandle; }
    }
    //获取一个值,该值指示异步操作是否同步完成。
    public bool CompletedSynchronously
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
    //获取一个值,该值指示异步操作是否已完成。
    public bool IsCompleted
    {
        get;
        private set;
    }
}

伟德国际1946 45

黑色代码就是骤增的异步等待。

【执行步骤】

伟德国际1946 46

 

题目2:异步为啥会升级性能

例如同步代码:

Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法

这些代码需要20秒。

假定是异步:

伟德国际1946 47

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
});
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法
task.Wait();

伟德国际1946 48

这般就假诺10秒了。这样就节省了10秒。

如果是:

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
}); 
task.Wait();

异步执行中间没有耗时的代码那么这样的异步将是绝非意思的。

或者:

伟德国际1946 49

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
}); 
task.Wait();
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法

伟德国际1946 50

把耗时任务放在异步等待后,这这样的代码也是不会有总体性提高的。

再有一种情况:

如倘诺单核CPU举行高密集运算操作,那么异步也是没有意思的。(因为运算是分外耗CPU,而网络请求等待不耗CPU)

 

题目3:线程的施用数据和CPU的使用率有必然的联络呢

答案是否。

或者拿单核做假如。

情况1:

伟德国际1946 51

long num = 0;
while (true)
{
    num += new Random().Next(-100,100);
    //Thread.Sleep(100);
}

伟德国际1946 52

单核下,我们只启动一个线程,就可以让您CPU爆满。

伟德国际1946 53伟德国际1946 54

起头八次,八进程CPU基本满员。

情况2:

伟德国际1946 55

伟德国际1946 56

一千六个线程,而CPU的使用率竟然是0。由此,大家收获了事先的下结论,线程的利用数据和CPU的使用率没有一定的联络。

虽说这样,但是也无法不用节制的拉开线程。因为:

  • 开启一个新的线程的过程是相比较耗资源的。(不过使用线程池,来降低开启新线程所消耗的资源)
  • 多线程的切换也是内需时日的。
  • 各类线程占用了自然的内存保存线程上下文音讯。

 

demo:http://pan.baidu.com/s/1slOxgnF

TAP

TAP 基于任务的异步情势,Task-based Asynchronous Pattern

到最近停止,我们以为下边的APM、EAP异步格局好用吧?好像从没发现怎么问题。再仔细想想…假设我们有四个异步方法需要按先后顺序执行,并且需要(在主进程)得到所有重回值。

先是定义六个委托:

public Func<string, string> func1()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "name:" + t;
    });
}
public Func<string, string> func2()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "age:" + t;
    });
}
public Func<string, string> func3()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "sex:" + t;
    });
}

下一场遵照一定顺序执行:

public void MyAction()
{
    string str1 = string.Empty, str2 = string.Empty, str3 = string.Empty;
    IAsyncResult asyncResult1 = null, asyncResult2 = null, asyncResult3 = null;
    asyncResult1 = func1().BeginInvoke("张三", t =>
    {
        str1 = func1().EndInvoke(t);
        Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        asyncResult2 = func2().BeginInvoke("26", a =>
        {
            str2 = func2().EndInvoke(a);
            Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            asyncResult3 = func3().BeginInvoke("男", s =>
            {
                str3 = func3().EndInvoke(s);
                Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            }, null);
        }, null);
    }, null);

    asyncResult1.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    asyncResult2.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    asyncResult3.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    Debug.WriteLine(str1 + str2 + str3);
} 

除却难看、难读一点近似也没怎么 。不过实在是这么呢?

伟德国际1946 57

asyncResult2是null?
显而易见在形成第一个异步操作以前并未对asyncResult2举办赋值,asyncResult2执行异步等待的时候报那多少个。那么这么我们就不可能控制两个异步函数,遵照一定顺序执行到位后再得到再次来到值。(理论上仍然有此外艺术的,只是会然代码更加错综复杂)

 

不错,现在该我们的TAP登场了。

伟德国际1946 58

只需要调用Task类的静态方法Run,即可轻松使用异步。

收获再次回到值:

var task1 = Task<string>.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(1500);
    Console.WriteLine("【Debug】task1 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    return "张三";
});
//其他逻辑            
task1.Wait();
var value = task1.Result;//获取返回值
Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

现今大家处理地点五个异步按序执行:

Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
string str1 = string.Empty, str2 = string.Empty, str3 = string.Empty;
var task1 = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str1 = "姓名:张三,";
    Console.WriteLine("【Debug】task1 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}).ContinueWith(t =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str2 = "年龄:25,";
    Console.WriteLine("【Debug】task2 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}).ContinueWith(t =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str3 = "爱好:妹子";
    Console.WriteLine("【Debug】task3 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
});

Thread.Sleep(2500);//其他逻辑代码

task1.Wait();

Debug.WriteLine(str1 + str2 + str3);
Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

[效果图]

伟德国际1946 59

咱俩看看,结果都取得了,且是异步按序执行的。且代码的逻辑思路特别明晰。要是你感触还不是很大,那么您现象一经是100个异步方法需要异步按序执可以吗?用APM的异步回调,这至少也得异步回调嵌套100次。这代码的复杂度可想而知。

 

拉开思考

  • WaitOne完成等待的规律

  • 异步为啥会升级性能

  • 线程的施用数据和CPU的使用率有必然的牵连吗

 

问题1:WaitOne完成等待的规律

在此以前,我们先来大概的垂询下多线程信号控制AutoReset伊芙nt类。

var _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
_asyncWaitHandle.WaitOne();

此代码会在 WaitOne 的地点会直接等候下去。除非有此外一个线程执行 AutoReset伊夫nt 的set方法。

var _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
_asyncWaitHandle.Set();
_asyncWaitHandle.WaitOne();

这般,到了 WaitOne 就可以直接执行下去。没有有此外等待。

如今我们对APM 异步编程模型中的 WaitOne 等待是不是知道了点什么吧。大家回头来贯彻在此之前自定义异步方法的异步等待。

public class MyWebRequest : IAsyncResult
{
    //异步回调函数(委托)
    private AsyncCallback _asyncCallback;
    private AutoResetEvent _asyncWaitHandle;
    public MyWebRequest(AsyncCallback asyncCallback, object state)
    {
        _asyncCallback = asyncCallback;
        _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
    }
    //设置结果
    public void SetComplete(string result)
    {
        Result = result;
        IsCompleted = true;
        _asyncWaitHandle.Set();
        if (_asyncCallback != null)
        {
            _asyncCallback(this);
        }
    }
    //异步请求返回值
    public string Result { get; set; }
    //获取用户定义的对象,它限定或包含关于异步操作的信息。
    public object AsyncState
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
    // 获取用于等待异步操作完成的 System.Threading.WaitHandle。
    public WaitHandle AsyncWaitHandle
    {
        //get { throw new NotImplementedException(); }

        get { return _asyncWaitHandle; }
    }
    //获取一个值,该值指示异步操作是否同步完成。
    public bool CompletedSynchronously
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
    //获取一个值,该值指示异步操作是否已完成。
    public bool IsCompleted
    {
        get;
        private set;
    }
}

紫色代码就是新增的异步等待。

【执行步骤】

伟德国际1946 60

 

问题2:异步为何会进步性能

譬如同步代码:

Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法

本条代码需要20秒。

若果是异步:

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
});
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法
task.Wait();

这样就倘若10秒了。这样就节约了10秒。

如果是:

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
}); 
task.Wait();

异步执行中间没有耗时的代码那么这么的异步将是从来不趣味的。

或者:

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
}); 
task.Wait();
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法

把耗时任务放在异步等待后,那那样的代码也是不会有性能提升的。

还有一种情景:

万一是单核CPU举办高密集运算操作,那么异步也是绝非意义的。(因为运算是不行耗CPU,而网络请求等待不耗CPU)

 

问题3:线程的拔取数据和CPU的使用率有肯定的联系吗

答案是否。

如故拿单核做倘诺。

情况1:

long num = 0;
while (true)
{
    num += new Random().Next(-100,100);
    //Thread.Sleep(100);
}

单核下,我们只启动一个线程,就足以让您CPU爆满。

伟德国际1946 61伟德国际1946 62

启航八次,八历程CPU基本满员。

情况2:

伟德国际1946 63

伟德国际1946 64

一千三个线程,而CPU的使用率竟然是0。因而,我们收获了后边的结论,线程的使用数据和CPU的使用率没有一定的联络。

即使如此那样,可是也无法毫无节制的打开线程。因为:

  • 敞开一个新的线程的进程是相比耗资源的。(但是使用线程池,来降低开启新线程所消耗的资源)
  • 多线程的切换也是需要时日的。
  • 每个线程占用了肯定的内存保存线程上下文消息。

 

demo:http://pan.baidu.com/s/1slOxgnF

正文已同步至索引目录:《C#基础知识巩固

对于异步编程精晓不深,文中极有可能多处错误描述和眼光。

谢谢广大园友的指正。

本着相互研究的目标,绝无想要误导我们的情致。

 

【推荐】

http://www.cnblogs.com/wisdomqq/archive/2012/03/26/2412349.html

相关文章