async和await
async
微软文档:使用 async
修饰符可将方法、lambda 表达式或匿名方法指定为异步。
使用 async 修饰的方法,称为异步方法。
例如:
为了命名规范,使用 async 修饰的方法,需要在方法名称后面加上 Async
。
public async TaskTestAsync() { // . . . . }
Lambda :
static void Main() { Thread thread = new Thread(async () => { await Task.Delay(0); }); } public static async TaskTestAsync() => 666;
await
微软文档:await
运算符暂停对其所属的 async
方法的求值,直到其操作数表示的异步操作完成。
异步操作完成后,await
运算符将返回操作的结果(如果有)。
好的,到此为止,async 和 await ,在官方文档中的说明,就这么多。
从以往知识推导
这里,你会跟笔者从以往文章中学习到的知识,去推导,去理解 async 和 await 这两个关键字是如何使用的,又应该怎么合理使用。
这里我们不参考文档和书籍的资料,不要看文档和书籍中的示例,我们要一步步来从任务(Task)中的同步异步开始,慢慢摸索。去分析 async 和 await 两个关键字给我们的异步编程带来了什么样的便利。
创建异步任务
场景:周六日放假了,可以打王者(一种游戏),但是昨天的衣服还没有洗;于是用洗衣机洗衣服,清洗期间,开一局王者(一种游戏)。
我们可以编写一个方法如下:
static void Main() { Console.WriteLine("准备洗衣服"); // 创建一个洗衣服的任务 Tasktask = new Task (() => { // 模拟洗衣服的时间 int time = new Random().Next(2, 6); Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(time)); return time; }); Console.WriteLine("开始洗衣服"); // 让洗衣机洗衣服 task.Start(); Console.WriteLine("我去打王者,让洗衣机洗衣服"); // 打王者 Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(4)); Console.WriteLine("打完王者了,衣服洗完了嘛?"); Console.WriteLine(task.IsCompleted); if (task.IsCompleted) Console.WriteLine("洗衣服花的时间:" + task.Result); else { Console.WriteLine("在等洗衣机洗完衣服"); task.Wait(); Console.WriteLine("洗衣服花的时间:" + task.Result); } Console.WriteLine("洗完了,捞出衣服,晒衣服,继续打王者去"); }
创建异步任务并返回Task
上面的示例,虽然说,异步完成了一个任务,但是这样,将代码都放到 Main ,可读性十分差,还要其它什么规范之类的,不允许我们写这样的垃圾代码。于是我们将洗衣服这个任务,封装到一个方法中,然后返回 Task 即可。
在 Program 类中,加入如下一个方法,这个方法用于执行异步任务,并且返回 Task 对象。
////// 执行一个任务 /// ///public static Task TestAsync() { Task task = new Task (() => { // 模拟洗衣服的时间 int time = new Random().Next(2, 6); Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(time)); return time; }); task.Start(); return task; }
Main 方法中,改成
static void Main() { Console.WriteLine("准备洗衣服"); // 创建一个洗衣服的任务 Tasktask = TestAsync(); ... ...
但是,两者差别还是不大。
异步改同步
我们创建了异步方法,去执行一个洗衣服的任务;当打完游戏后,需要检查任务是否完成,然后才能进行下一步操作,这时候就出现了 同步
。为了保持同步和获得执行结果,我们使用了 .Wait()
、.Result
。
这里我们尝试将上面的操作转为同步,并且获得执行结果。
class Program { static void Main() { int time = Test(); // ... ... } ////// 执行一个任务 /// ///public static int Test() { Task task = new Task (() => { // 模拟洗衣服的时间 int time = new Random().Next(2, 6); Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(time)); return time; }); task.Start(); return task.Result; } }
说说 await Task
Task
和 Task
,前者是一个没有返回结果的任务,后者是有返回结果的任务。前面的文章中已经使用过大量的示例,这里我们使用 await ,去完成一些完全相同的功能。
Task
:
public static void T1() { Task task = new Task(() => { }); task.Wait(); }
public static async void T2() { Task task = new Task(() => { }); await task; }
说明,await 可以让程序等待任务完成。
Task
:
public void T3() { // 获取 Task 任务对象,后面的逻辑过程可以弄成异步 Tasktask = TestAsync(); // 任务是异步在执行,我不理会他 // 这里可以处理其它事情,处理完毕后,再获取执行结果 // 这就是异步 Console.WriteLine(task.Result); }
public async void T4() { // 使用 await 关键字,代表等待执行完成,同步 int time = await TestAsync(); Console.WriteLine(time); }
说明:await 可以让程序等待任务执行完成,并且获得执行结果。
看到没有。。。await 关键字,作用是让你等,是同步的,压根不是直接让你的任务变成异步后台执行的。
那为啥提到 async 、await,都是说跟异步有关?不急,后面解释。
说说 async Task
async Task
修饰一个方法,那么这个方法要返回 await Task
的结果。
两种同步方式示例对比:
public static int Test() { Tasktask = new Task (() => { // 模拟洗衣服的时间 int time = new Random().Next(2, 6); Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(time)); return time; }); task.Start(); return task.Result; }
public static async TaskTestAsync() { Task task = new Task (() => { // 模拟洗衣服的时间 int time = new Random().Next(2, 6); Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(time)); return time; }); task.Start(); int time = await task; return time; }
同步异步?
问:async 和 await 不是跟异步方法有关嘛,为啥前面的示例使用了 await ,全部变成同步了?
问:使用 async 和 await 的方法,执行过程到底是同步还是异步?
答:同步异步都行,要同步还是异步,全掌握在你的手上。
- 你使用 await 去调用一个异步方法,其执行过程就是同步。
- 你获取异步方法返回的 Task,就是异步。
最近笔者收到一些提问,有些读者,使用 async 和 await 去编写业务,想着是异步,可以提升性能,实际结果还是同步,性能一点没有提升。通过下面的示例,你会马上理解应该怎么用。
首先,在不使用 async 和 await 关键字的情况下,我们来编写两个方法,分别实现同步和异步的功能,两个方法执行的结果是一致的。
////// 同步 /// ///public static int Test() { Task task = new Task (() => { return 666; }); task.Start(); return task.Result; } /// /// 异步 /// ///public static Task TestAsync() { Task task = new Task (() => { return 666; }); task.Start(); return task; }
能不能将两个方法合并在一起呢?想同步就同步,想异步就异步,这样就不需要写两个方法了!
是可以的!通过 async 和 await 关键字,可以轻松实现!
合并后,代码如下:
////// 可异步可同步 /// ///public static async Task TestAsync() { Task task = new Task (() => { return 666; }); task.Start(); return await task; }
合并后,我们又应该怎么在调用的时候,实现同步和异步呢?
笔者这里给出两个示例:
// await 使得任务同步 public async void T1() { // 使用 await 关键字,代表等待执行完成,同步 int time = await TestAsync(); Console.WriteLine(time); } // 直接获得返回的 Task,实现异步 public void T2() { // 获取 Task 任务对象,后面的逻辑过程可以弄成异步 Tasktask = TestAsync(); // 任务是异步在执行,我不理会他 // 这里可以处理其它事情,处理完毕后,再获取执行结果 // 这就是异步 Console.WriteLine(task.Result); }
至此,理解为什么使用了 async
和 await
,执行时还是同步了吧?
Task封装异步任务
前面,我们都是使用了 new Task()
来创建任务,而且微软官网大多使用 Task.Run()
来编写 async 和 await 的示例。
因此,我们可以修改前面的异步任务,改成:
////// 可异步可同步 /// ///public static async Task TestAsync() { return await Task.Run (() => { return 666; }); }
关于跳到 await 变异步
在百度学习异步的时候,往往会有作者说,进入异步方法后,同步执行代码,碰到 await 后就是异步执行。
当然还有多种说法。
我们已经学习了这么多的任务(Task)知识,这一点十分容易解释。
因为使用了 async 和 await 关键字,代码最深处,必定会出现 Task 这个东西,Task 这个东西本来就是异步。碰到 await 出现异步,不是因为 await 的作用,而是因为最底层有个 Task。
为什么出现一层层的 await
这是相对于提供服务者来说。因为我要提供接口给你使用,因此底层出现 async、await 后,我会继续保留方法是异步的(async),然后继续封装,这样就有多层的调用结构,例如上一小节的图。
但是如果来到了调用者这里,就不应该还是使用 async 、await 去编写方法,而是应该按照实际情况同步或异步。
到此这篇关于C#多线程系列之async和await用法详解的文章就介绍到这了。希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持脚本之家。