C#异步编程(async and await)及异步方法同步调用

1、什么是异步？

异步操作通常用于执行完成时间可能较长的任务，如打开大文件、连接远程计算机或查询数据库=异步操作在主应用程序线程以外的线程中执行。应用程序调用方法异步执行某个操作时，应用程序可在异步方法执行其任务时继续执行。

2、同步与异步的区别

同步（Synchronous）：在执行某个操作时，应用程序必须等待该操作执行完成后才能继续执行。
异步（Asynchronous）：在执行某个操作时，应用程序可在异步操作执行时继续执行。实质：异步操作，启动了新的线程，主线程与方法线程并行执行。

3、异步和多线程的区别

我们已经知道， 异步和多线程并不是一个同等关系,异步是最终目的,多线程只是我们实现异步的一种手段。异步是当一个调用请求发送给被调用者,而调用者不用等待其结果的返回而可以做其它的事情。实现异步可以采用多线程技术或则交给另外的进程来处理。

简单的说就是：异步线程是由线程池负责管理，而多线程，我们可以自己控制，当然在多线程中我们也可以使用线程池。

就拿网络扒虫而言，如果使用异步模式去实现，它使用线程池进行管理。异步操作执行时，会将操作丢给线程池中的某个工作线程来完成。当开始I/O操作的时候，异步会将工作线程还给线程池，这意味着获取网页的工作不会再占用任何CPU资源了。直到异步完成，即获取网页完毕，异步才会通过回调的方式通知线程池。可见，异步模式借助于线程池，极大地节约了CPU的资源。

注：DMA（Direct Memory Access）直接内存存取，顾名思义DMA功能就是让设备可以绕过处理器，直接由内存来读取资料。通过直接内存访问的数据交换几乎可以不损耗CPU的资源。在硬件中，硬盘、网卡、声卡、显卡等都有直接内存访问功能。异步编程模型就是让我们充分利用硬件的直接内存访问功能来释放CPU的压力。

两者的应用场景：

• 计算密集型工作，采用多线程。
• IO密集型工作，采用异步机制。

C#异步代码参考(async and await)

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace AsyncAwaitDemo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("main start..");
            AsyncMethod();
            Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine("main end..");

            Console.ReadLine();
        }

        static async void AsyncMethod()
        {
            Console.WriteLine("start async");
            var result = await MyMethod();
            Console.WriteLine("end async");
            //return 1;
        }

        static async Task<int> MyMethod()
        {
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                Console.WriteLine("Async start:" + i.ToString() + "..");
                await Task.Delay(1000); //模拟耗时操作
            }
            return 0;
        }
    }
}

使用Wait()和GetAwaiter().GetResult()方法实现异步方法同步执行

using System;
using System.Threading.Tasks;

namespace AsyncTest
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Async Test job:");

            Console.WriteLine("main start..");

            Console.WriteLine("MyMethod()异步方法同步执行：");

            MyMethod().Wait();//在main中等待async方法执行完成

            int i = MyMethod().GetAwaiter().GetResult();//用于在main中同步获取async方法的返回结果

            Console.WriteLine("i:" + i);

            Console.WriteLine("main end..");

            Console.ReadKey(true);
        }

        static async Task<int> MyMethod()
        {
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                Console.WriteLine("Async start:" + i.ToString() + "..");
                await Task.Delay(1000); //模拟耗时操作
            }
            return 0;
        }
    }
}

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C# 异步编程 异步委托调用同步方法

同步化操作：

由前后紧接的组件或函数调用组成。一个同步化调用会阻塞整个进程直到这一个操作完成。

异步化操作：

不会阻塞启动操作的调用线程。调用程序必须通过轮流检测、软件中的中断信号或只是明确地等待完成信号来发现调用的完成。

.NET 为异步操作提供两种设计模式：

• 使用 IAsyncResult 对象的异步操作。
• 使用事件的异步操作。

.NET的许多方面都支持异步编程功能，这些方面包括：

• 文件 IO、流 IO、套接字 IO。
• 网络。
• 远程处理信道（HTTP、TCP）和代理。
• 使用 ASP.NET 创建的 XML Web services。
• ASP.NET Web 窗体。
• 使用 MessageQueue 类的消息队列。

异步委托提供以异步方式调用同步方法的能力。

• 当同步调用一个委托时，调用方法直接对当前线程调用目标方法。如果编译器支持异步委托，则它将生成该调用方法以及BeginInvoke 和EndInvoke 方法。
• 如果调用BeginInvoke方法，则公共语言运行库将对请求进行排队并立即返回到调用方。将对来自线程池的线程调用该目标方法。提交请求的原始线程自由地继续与目标方法并行执行，该目标方法是对线程池线程运行的
• 在回调中，使用EndInvoke 方法来获取返回值和输入/输出参数。如果没有对BeginInvoke指定回调，则可以在提交请求的原始线程上使用EndInvoke。

using System;
using System.Threading;
using System.Runtime.Remoting.Messaging;

namespace ClassMain
{
    //委托声明(函数签名)
     delegate string MyMethodDelegate();

    class MyClass
    {
        //要调用的动态方法
        public string MyMethod1()
        {
            return "Hello Word1";
        }

        //要调用的静态方法
        public static string MyMethod2()
        {
            return "Hello Word2";
        }
    }
    class Class1
    {
        /// 

        /// 应用程序的主入口点。
        /// 
        [STAThread]
        static void Main(string[] args)
        {
            MyClass myClass = new MyClass();

            //方式1:  声明委托，调用MyMethod1
            MyMethodDelegate d = new MyMethodDelegate(myClass.MyMethod1);
            string strEnd = d();
            Console.WriteLine(strEnd);

            //方式2:  声明委托，调用MyMethod2 (使用AsyncResult对象调用)
            d = new MyMethodDelegate(MyClass.MyMethod2); //定义一个委托可以供多个方法使用      
            AsyncResult myResult;   //此类封闭异步委托异步调用的结果,通过AsyncResult得到结果.
            myResult = (AsyncResult)d.BeginInvoke(null, null);        //开始调用

            while (!myResult.IsCompleted)  //判断线程是否执行完成
            {
                Console.WriteLine("正在异步执行MyMethod2 .....");
            }
            Console.WriteLine("方法MyMethod2执行完成!");
            strEnd = d.EndInvoke(myResult);      //等待委托调用的方法完成，并返回结果  
            Console.WriteLine(strEnd);
            Console.Read();
        }
    }
}