C# 细说async/await的用法

目录

一，引言

二，实例演示

2.1 多线程同步执行下载任务，任务完成后通知

2.2 异步执行下载任务，任务完成后通知

三，async/await的用法

3.1 跨线程修改UI控件

3.2 异步获取数据

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一，引言

首先先来区分一下，同步方法，异步方法和多线程：

• 同步方法：调用时需要等待返回结果（相当于阻塞了该线程），才可以继续往下执行业务
• 异步方法：调用时无须等待返回结果（等待时释放线程），可以继续往下执行业务
• 多线程：在主线程之外开启一个新的线程去（增加线程，同步执行）执行业务

 关于async/await：

1.  async和await关键字是C# 5.0时代引入的，它是一种异步编程模型
2. 它们本身并不创建新线程，但可以在自行封装的async中利用Task.Run开启新线程
3. 方法体中使用await，方法也必须声明为async（成对出现），如果没有await，async关键字也没有意义。

async/await的理解：

个人理解：await可以看着是代码执行的分裂点，当程序执行到await后面的语句时，首先系统会将当前的线程释放（回归线程池，其他程序可调用），并捕获当前上下文（打上标记），进入等待（注意：期间没有线程阻塞)。当await后语句执行完毕，根据标记点调用线程（从线程池随机捕获线程，有概率是原来的线程）执行下面的语句。

二，实例演示

2.1 多线程同步执行下载任务，任务完成后通知

static void Main(string[] args)
        {
            DownloadHandle();
            Console.ReadLine();
        }
        public static  void DownloadHandle()
        {
            Console.WriteLine("下载开始！->主线程ID：" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            var t= Download();
            Task.WaitAll(t);
            Console.WriteLine("下载完成！->主线程ID：" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        }
        public static Task Download()
        {
            return Task.Run(() =>
            {
                Console.WriteLine("下载线程ID：->" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Console.WriteLine("10%");
                Console.WriteLine("30%");
                Console.WriteLine("50%");
                Console.WriteLine("60%");
                Console.WriteLine("80%");
                Console.WriteLine("99%");
                Console.WriteLine("100%");
            });
        }

结果输出：

可以看的，在多线程下载任务时，通过Task.WaitAll(t) 等待线程执行完毕后，主线程一直处于阻塞状态。

2.2 异步执行下载任务，任务完成后通知

        static void Main(string[] args)
        {
            DownloadHandle();
            Console.ReadLine();
        }
        public static async void DownloadHandle()
        {
            Console.WriteLine("下载开始！->主线程ID：" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            await Download();
            Console.WriteLine("下载完成！->主线程ID：" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        }
        public static Task Download()
        {
            return Task.Run(() =>
            {
                Console.WriteLine("下载线程ID：->" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Console.WriteLine("10%");
                Console.WriteLine("30%");
                Console.WriteLine("50%");
                Console.WriteLine("60%");
                Console.WriteLine("80%");
                Console.WriteLine("99%");
                Console.WriteLine("100%");
            });
        }

可以看的，在异步下载任务时，主线程未被阻塞。

异步方法async/await的返回值类型一般都是Task或者Task类型的，当返回值为Task时（即方法的返回值类型为void），我们可以直接return Task.Run(()=>{})，而不必await Task.Run(()=>{})，这样也可从一定程度上提高代码执行效率。另外，不推荐使用async 修饰void返回值，会有异常处理方面的问题。

三，async/await的用法

async/await并不能提升代码的执行速度，但可以提高响应能力（吞吐量），即使用异步方式在同一时间可以处理更多的请求。

• 使用同步方式，线程会被耗时操作一直占用，直到耗时操作结束；
• 使用异步方式，程序走到await关键字会立即return，释放线程，剩下的代码将放到一个回调，耗时操作完成时才会回调执行。

因此：

• 对于计算密集型工作，使用多线程
• 对于IO密集型工作，采用异步机制

从代码整体的架构设计来说，由于async/await语法容易使得程序被await传染，因此不要从最里面的方法启动线程，而是把启动线程的代码放到最外面，这样一来绝大部分方法就都不再需要用async修饰了，方法就都可以用正常的方式开发了。

3.1 跨线程修改UI控件

通过async/await的机制，可以非常简洁轻松的实现跨线程修改UI控件的问题，也不用使用Invoke。（因为本质上还是在原来的线程上修改的，还没有阻塞UI界面）

private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            var t = Task.Run(() => {
                Thread.Sleep(5000);
                return "Hello I am TimeConsumingMethod";
            });
            textBox1.Text = await t;
        }

3.2 异步获取数据

在写后端的数据异步处理时，通过async/await语法也可轻易实现，为了防止async/await语法传染，将启动线程的代码放在了最外层，这样在Click事件中就可以正常调用了，不用在增加async关键字了。

 private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            AsyncFunc();
        }
        private async Task AsyncFunc()
        {
            DataTable dt = await FecthData();
            this.dataGridView1.DataSource = dt;
        }
        private async Task FecthData()
        {
            DataTable dt = null;
            await Task.Run(() =>
            {
                dt = new DataTable();
                dt.Columns.Add("id", typeof(int));
                dt.Columns.Add("name");
                for (int i = 0; i < 10000; i++)
                {
                    dt.Rows.Add(new object[] { i, "name" + i.ToString() });
                }
                Thread.Sleep(1000);
            });
            return dt;
        }