WinRT中的异步操作

在.net framework 4.5 中，所有异步操作的系统函数返回值为一般都是Task 或Task<TResult> ，但在WinRT中，所有的系统函数异步操作都源自于一个接口IAsyncInfo，

    public interface IAsyncInfo
    {
        Exception ErrorCode { get; }
        uint Id { get; }
        AsyncStatus Status { get; }
        void Cancel();
        void Close();
    }

从这个接口上来看，它提供了取消和关闭任务的功能，并且能查看异步操作的执行状态，除了Status函数外，其它几个接口和TAP模式下的异步操作并没有直接关系，并且缺少await所需的GetResult()和OnCompleted()接口或能实现其功能的等价接口。也就是说，这个接口是不支持await的，对IAsyncInfo调用await会报编译错误。

虽然IAsyncInfo接口并本身不支持异步功能，实际上实际上我们使用的是它的四个子类，他们提供了GetResult()和OnCompleted()接口的等价声明：

    public interface IAsyncAction : IAsyncInfo
    {
        AsyncActionCompletedHandler Completed { get; set; }
        void GetResults();
    }

    public interface IAsyncOperation<TResult> : IAsyncInfo
    {
        AsyncOperationCompletedHandler<TResult> Completed { get; set; }
        TResult GetResults();
    }

    public interface IAsyncActionWithProgress<TProgress> : IAsyncInfo
    {
        AsyncActionWithProgressCompletedHandler<TProgress> Completed { get; set; }
        AsyncActionProgressHandler<TProgress> Progress { get; set; }
        void GetResults();
    }

    public interface IAsyncOperationWithProgress<TResult, TProgress> : IAsyncInfo
    {
        AsyncOperationWithProgressCompletedHandler<TResult, TProgress> Completed { get; set; }
        AsyncOperationProgressHandler<TResult, TProgress> Progress { get; set; }
        TResult GetResults();
    }

从它们的声明来看，IAsyncAction等价于不带返回值的异步任务Task，IAsyncOperation<TResult>等价带返回值的异步任务Task<T>。另外，还提供了两个带进度报告的版本：IAsyncActionWithProgress和IAsyncOperationWithProgress。

虽然这四个接口本身都没有声明GetAwaiter()，但WinRT类库WindowsRuntimeSystemExtensions中定义了相应的GetAwaiter扩展函数，因此它们是支持await操作的，返回值从其接口GetResults()中获取。

    public static class WindowsRuntimeSystemExtensions
    {
        public static TaskAwaiter GetAwaiter(this IAsyncAction source);
        public static TaskAwaiter<TResult> GetAwaiter<TResult>(this IAsyncOperation<TResult> source);
        public static TaskAwaiter GetAwaiter<TProgress>(this IAsyncActionWithProgress<TProgress> source);
        public static TaskAwaiter<TResult> GetAwaiter<TResult, TProgress>(this IAsyncOperationWithProgress<TResult, TProgress> source);
    }

在使用await操作时，我们往往还需要通过async关键字来配套使用，将多个await操作来重新封装成一个新的异步函数。在.net 4.5中，我们往往这么使用：

    public async Task AsyncOperation()
    {
        await ...
        return;
    }

由于WinRT的异步返回值是IAsyncInfo，那么我们是不是该把Task换成等价的IAsyncOperation呢？

    public async IAsyncAction AsyncOperation()
    {
        await ...
        return;
    }

实际上，当我们这么写时，会得倒一个"异步方法的返回类型必须为 void、Task 或 Task<T>"的编译错误。也就是说，在WinRT中，异步操作模型和.Net 4.5是一致的，本身还是基于Task的异步编程。

既然Task仍然是WinRT的异步编程的一等公民，那为什么还要提供一个IAsyncInfo呢？让我们再回头看看IAsyncInfo接口，发现他具有Task所不支持的两个接口：Cancel和Close。

• 对于Close函数的功能，MSDN中语焉不详，没看到明确说要在什么地方用和注意的地方。但有一点值得一提的是：在.Net 4.5的IO操作中，虽然读写提供了异步接口，但Open却是同步的，但WinRT中的Open也是异步的，通过IAsyncInfo.Close函数可以直接关闭异步打开的资源。但这个并非一定要提供一个Close接口不可，返回的TResult对象里一般也提供了Close接口，大可以用它来关闭资源。
• 对于Cancel函数，这个功能是Task无法直接实现的，必须和CancellationTokenSource配合使用，而IAsyncInfo本身就提供了这个功能。

从上可以看出：IAsyncInfo（的四个子接口）其实是个Task的增强版（支持Cancel和Close），WinRT系统的异步函数返回值提供的功能更加强大。

既然IAsyncInfo比Task更加强大，其自然也是可以转换成Task的，在WindowsRuntimeSystemExtensions类中就提供了扩展函数AsTask()实现把IAsyncInfo（的四个子类）转换为Task，从而使用Task的各个功能函数，使之更加强大，例如：

• 实现GetAwaiter()扩展函数，使得IAsyncAction系列接口支持await操作（这个是前面提及的系统已经实现了的）。

        public static TaskAwaiter GetAwaiter(this IAsyncAction source)
        {
            return source.AsTask().GetAwaiter();
        }

• 支持异步操作后不返回UI线程

      await SomeMethodAsync().AsTask().ConfigureAwait(false);

• 任务取消

        CancellationToken token = ...;
        await SomeMethodAsync().AsTask(token);

• 进度报告

        IProgress<TProgress> progress = ...;
        await SomeMethodAsync().AsTask(progress);

• 其它Task函数的接口

        Task firstCompleted = await Task.WhenAny(
            SomeMethod1Async().AsTask(),
            SomeMethod2Async().AsTask(),
            SomeMethod3Async().AsTask());

既然知道了如何使用IAsyncInfo，除了系统自带的函数，我们如何创建自己的IAsyncInfo呢？常用方法有如下两种：

1. 通过AsyncInfo.Run将运算密集型的同步函数封装为返回值为IAsyncInfo的异步函数，这个非常类似于Task.Run。
2. 通过扩展方法AsAsyncAction 和 AsAsyncOperation 将Task转换为相应的IAsyncInfo，这个主要用于封装async关键字生产返回值为Task的异步函数。

以上只是对WinRT的异步操作进行了一个简单的介绍，如果想更加详细的了解相关知识，请参考MSDN文章：深入探究 WinRT 和 await，将 .NET 任务作为 WinRT 异步操作公开。