(16)线程的实例认识:Await,Async,ConfigureAwait

    继续(15)的例子

一、ConfigureAwait()的作用

        private async void BtnAsync_Click(object sender, EventArgs e)//异步
        {
            Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
            TxtInfo.Clear();
            AppendLine("异步检索开始...");
            AppendLine($"当前线程Id:{Environment.CurrentManagedThreadId}");//b
            int idx = 0;
            foreach (var b in Data.Books)
            {
                string t = await Task.Run(b.Search).ConfigureAwait(false);//a
                AppendLineThread($"{++idx}.{t}--线程Id:{Environment.CurrentManagedThreadId}");//c
            }
            sw.Stop();
            AppendLineThread($"异步检索完成:{Convert.ToSingle(sw.ElapsedMilliseconds) / 1000}秒");
        }    

    
    1、上面a后面添加的ConfigureAwait(false)是什么意思？
        ConfigureAwait(true)和ConfigureAwait(false)也是用于配置async/await操作的，它们用于控制异步操作在await之后是否在原始的上下文中继续执行。
        当ConfigureAwait(true)时，异步操作在await之后会返回到原始的上下文中（一般是调用方线程或UI线程）继续执行。
        当ConfigureAwait(false)时，异步操作在await之后会在非原始的上下文中(一般指当前的异步线程）继续执行。
        
        理解例子(2)：
        假设你是一个餐厅的经理，你需要安排服务员去执行一些任务。服务员是你的线程，而任务是异步操作。你可以选择两种不同的方式来安排服务员执行任务。
        当你使用ConfigureAwait(true)时，这就像你让服务员在原始的上下文中执行任务。这意味着服务员会在你所在的位置继续执行任务。例如，如果你在前台接待顾客，然后遇到了一个异步任务（比如接听电话），你可以选择让服务员在你身边继续执行任务，这样你接听完电话后可以让他立即继续处理顾客。
        而当你使用ConfigureAwait(false)时，这就像你让服务员离开原始的上下文去执行任务。这意味着服务员会离开你的位置去执行任务。例如，如果你在前台接待顾客，然后遇到了一个异步任务（比如处理支付），你可以选择让服务员"离开你的位置"去处理支付，这样你可以继续接待其他顾客。
        所以，ConfigureAwait(true)让异步操作在原始的上下文中继续执行，就像让服务员在你身边继续执行任务。而ConfigureAwait(false)让异步操作在非原始的上下文中继续执行，就像让服务员离开你的位置去执行任务。

    2、为true与false的好处？
        ConfigureAwait(true)的好处：
        保留当前的上下文环境：在某些情况下，你可能需要在异步操作执行完毕后回到原始的上下文环境，例如，你在UI线程上调用了一个异步操作，然后在操作完成后需要更新UI。使用ConfigureAwait(true)可以确保异步操作在原始的上下文中继续执行，由于要在异步操作中进行线程切换，所以有上下文恢复的开销。
        简化代码：如果你确信异步操作不会引发线程上下文相关的问题，并且想要保持在原始的上下文中执行，那么使用ConfigureAwait(true)可以简化代码，避免了显式指定ConfigureAwait(false)的需要。
        
        ConfigureAwait(false)的好处：
        提高性能：如果你的异步操作不需要回到原始的上下文环境，并且没有对UI或特定上下文的依赖，使用ConfigureAwait(false)可以在异步操作中避免不必要的线程切换和上下文恢复的开销，从而提高性能。
        避免死锁：在某些情况下，当异步操作依赖于特定的上下文环境时，使用ConfigureAwait(false)可以避免出现死锁的可能性。例如，在UI线程上使用ConfigureAwait(true)可能导致异步操作在等待UI线程资源时出现死锁，因为UI线程正在等待异步操作完成。
        总体来说，ConfigureAwait(true)适用于需要保留原始上下文环境的情况，可以避免线程切换和上下文恢复的开销，并简化代码。而ConfigureAwait(false)适用于不需要回到原始上下文环境的情况，可以提高性能并避免死锁。
        注意，使用ConfigureAwait(false)也意味着您要确保在异步操作中不使用与UI线程上下文相关的资源或数据。否则，可能会导致线程安全问题或其他错误。

    
    3、UI线程与异步线程可以是同一个线程吗？
        UI线程与异步线程并不是绝对的不一样，它们类似对象，可以同时指向同一个线程，比如UI线程可以指向UI线程本身，异步线程也可以在同时指向UI线程。
        因此，UI线程和异步线程可以同时指向同一个实际线程。
        UI线程和异步线程实际上是线程的角色或标识（变量名），用于区分它们在应用程序中的不同任务和行为。虽然它们可以在某些情况下指向同一个线程，但它们通常用于不同的目的和上下文。

        UI线程通常负责用户界面的呈现、响应用户输入以及处理UI事件。异步线程一般用于执行耗时的操作，以避免阻塞UI线程，以及在后台执行任务或处理并发操作。
        虽然可以出现UI线程和异步线程指向同一个线程的情况，但仍然需要考虑线程间的上下文切换和线程安全性。UI线程和异步线程在相应的上下文中进行任务处理，以确保正确的执行和交互。

        总之，UI线程和异步线程可以共享同一个线程对象，但它们在应用程序中具有不同的角色和任务。
    
    
    4、true与false的效果
        上例的task与上下文无关，所以用true或false都不会有多大的影响。但我们可以查看一下线程ID的变化：
        
        
        
        左边为true，异步线程y操作a处task.run后，根据true的设置，控制权就会将线程y交还线程池（让线程池进行管理y，是释放还是利用，都与现在的无关了），然后，控制权切换恢复到原始上下文（即UI线程），这时就是UI线程在执行了，以确保后续的代码在UI线程上执行。因此，b处是UI线程在执行，c处也是UI线程在执行（UI线程委托UI自己做事），因此，c处的线程ID与UI线程的线程ID相同。上面ID都为1。
        注意：
        在部分编程框架和操作系统中，UI线程的ID可能被预先分配为1。注意，这个结果是特定环境下的表现，并不适用于所有的编程框架和操作系统。在其他环境中，UI线程的ID可能有不同的分配规则或方式。因此，在编写代码时，最好避免依赖特定环境的线程ID分配方式，而是使用提供的API或方法来获取线程ID。
        
        右边为false，异步线程y操作在a处task.run后，根据false的设置，线程y不会交还给线程池，也不会尝试恢复到原始上下文（例如切换到UI线程），控制操作权仍然在线程y中紧紧把握，然后线程y就当家做主，继续执行b处下面的代码，这个异步线程y是由task.run时线程池智能分配的，所以每一个task.run对应一个异步线程，c也由这个异步线程在执行，所以c处因为线程池的分配而显示的异步线程ID是随机的，可能相同可能不同。所以在b是ID是1，在c处随机由线程池决定。
        当为false，在c后面如果操作UI控件，比如TxtInfo.AppendText="1111";将会出错。因为false后，返回的线程只能处理与UI无关的事，结果现在处理TxtInfo，将引发异常。上面代码能正常是因为后面全是委托AppendLintThread。

二、Await/Async

    1、例子界面
        
        

        
        

        
        代码：

        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private readonly StringBuilder strResult = new StringBuilder();

        private void Test_ConfigureAwait(object sender, EventArgs e)
        {
            Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
            string s1 = cbAwait.Checked.ToString();
            string s2 = cbConfigureAwait.Checked.ToString();
            strResult.Clear();
            strResult.AppendLine($"【{Environment.CurrentManagedThreadId}】主线程开始：Await:{s1},ConfigureAwait:{s2}");
            ChildMethod();
            strResult.AppendLine($"【{Environment.CurrentManagedThreadId}】主线程开始等待");
            Thread.Sleep(3000);
            sw.Stop();
            strResult.AppendLine($"【{Environment.CurrentManagedThreadId}】主线程结束{sw.ElapsedMilliseconds}ms");
            MessageBox.Show(Owner, "主线程结束，输出结果", "提示", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);
            Print(strResult.ToString());
        }

        private async void ChildMethod()
        {
            strResult.AppendLine($"【{Environment.CurrentManagedThreadId}】ChildMethod开始......");
            Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
            if (cbAwait.Checked)
            {
                await Task.Run(() =>
                {
                    strResult.AppendLine($"【{Environment.CurrentManagedThreadId}】子线程开始......");
                    Thread.Sleep(2000);
                    strResult.AppendLine($"【{Environment.CurrentManagedThreadId}】子线程延时2000ms结束");
                }).ConfigureAwait(cbConfigureAwait.Checked);
            }
            else
            {
                Task.Run(() =>
                {
                    strResult.AppendLine($"【{Environment.CurrentManagedThreadId}】子线程开始......");
                    Thread.Sleep(2000);
                    strResult.AppendLine($"【{Environment.CurrentManagedThreadId}】子线程延时2000ms结束");
                }).ConfigureAwait(cbConfigureAwait.Checked);
            }
            sw.Stop();
            strResult.AppendLine($"【{Environment.CurrentManagedThreadId}】ChildMethod结束{sw.ElapsedMilliseconds}ms");
        }

        private void Print(string s)
        {
            txtInfo.AppendText(s + $"{Environment.NewLine}");
            txtInfo.ScrollToCaret(); txtInfo.Refresh();
        }

        private void BtnPrint_Chick(object sender, EventArgs e)
        { Print(strResult.ToString()); }

        
    
    2、在C#中，使用`await`关键字可以实现异步执行，并且在等待异步结果返回时不阻塞当前线程，而是将控制权交还给调用方。通常情况下，这个调用方可以是UI线程，但也可以是其他线程。当调用方遇到`await`关键字时，它会暂停执行并允许其他代码继续执行，不会阻塞线程。

        在执行到`await`关键字时，异步操作将开始执行，并且调用方将继续执行该关键字后面的代码。当异步操作完成并返回结果时，调用方将恢复执行且可以处理异步操作的结果。无论调用方在`await`之前还是之后结束，都不会影响异步操作的执行。

        需要注意的是，当使用`await`时，调用方必须在某种异步上下文中，例如使用异步方法、异步事件处理程序或通过`Task.Run`等方法创建异步操作。这样才能正确地管理和调度异步操作，并使其在适当的时候恢复执行。

        总结起来，`await`关键字可以使代码在等待异步结果返回时不被阻塞，并将控制权交还给调用方，以便它可以继续执行其他代码。调用方可以是UI线程或其他线程，而执行的顺序将取决于异步操作的完成时间。
    
    
    3、上面什么都不选择时
        主方法先调用子方法，由于Task.Run是异步，所以子方法中一闪而过直接执行最下面的子方法结束信息，至于task.run让它自行2秒后添加信息，而这期间，主方法也是只要一调用子方法就不管它，也直接执行到延时3秒处，所以当子方法延时2秒，稍后主方法的延时3秒也到期了，后面就添加主方法结束的信息。
        
        当只选择Await时，
        主方法调用子方法后，也是自行继续向下执行。子方法遇到await Task.run就需要阻塞执行等待2秒后，因为configureawait没选中，为false，所以task.run后面的代码仍然由异步线程直接继续执行下去，直到子方法的信息追加完成，当然肯定比主方法的延时3秒更早地追加信息，所以最后显示的还是主方法结束的信息。
    
    
    
    3、再一次看一下ConfigureAwait的效果
        
        

        
        
        

        
        
        当选中cbAwait和cbConfigureAwait时。
        主方法调用子方法，进入await task.run用异步线程进行异步操作，当它完成时因为configureawait为真，即这个异步线程y必须交权，需要切换到调用者或UI线程上，即主方法的线程上去，这里主方法线程UI线程正在延时3秒处，没有空闲，线程y就要一直等它空闲，直到在messagebox.show时得到UI线程的空间，于是异步线程y就回线程池去了，而正在弹出信息框进的UI线程得到空间，就返回到子方法中继续向下执行，直到子方法最后的信息执行完成后，就返回到主方法中，继续向下，也就是print把信息打印出来。所以看到的信息是，主方法信息都完成了，最后才是子方法的信息。
        
        
        问：为什么说在messagebox.show得到了空闲呢？
        答:为了观察是什么时间追加的信息，我们做下面的修改：

        private void Test_ConfigureAwait(object sender, EventArgs e)
        {
            Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
            string s1 = cbAwait.Checked.ToString();
            string s2 = cbConfigureAwait.Checked.ToString();
            strResult.Clear();
            strResult.AppendLine($"【{Environment.CurrentManagedThreadId}】主线程开始：Await:{s1},ConfigureAwait:{s2}");
            ChildMethod();
            strResult.AppendLine($"【{Environment.CurrentManagedThreadId}】主线程开始等待");
            Thread.Sleep(3000);
            sw.Stop();
            strResult.AppendLine($"【{Environment.CurrentManagedThreadId}】主线程结束{sw.ElapsedMilliseconds}ms");
            strResult.AppendLine($"对话框前：{DateTime.Now.TimeOfDay}");
            MessageBox.Show(Owner, "主线程结束，输出结果", "提示", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);
            strResult.AppendLine($"对话框后：{DateTime.Now.TimeOfDay}");
            Print(strResult.ToString());
        }

        private async void ChildMethod()
        {
            strResult.AppendLine($"【{Environment.CurrentManagedThreadId}】ChildMethod开始......");
            Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
            if (cbAwait.Checked)
            {
                await Task.Run(() =>
                {
                    strResult.AppendLine($"【{Environment.CurrentManagedThreadId}】子线程开始......");
                    Thread.Sleep(2000);
                    strResult.AppendLine($"【{Environment.CurrentManagedThreadId}】子线程延时2000ms结束");
                }).ConfigureAwait(cbConfigureAwait.Checked);
            }
            else
            {
                Task.Run(() =>
                {
                    strResult.AppendLine($"【{Environment.CurrentManagedThreadId}】子线程开始......");
                    Thread.Sleep(2000);
                    strResult.AppendLine($"【{Environment.CurrentManagedThreadId}】子线程延时2000ms结束");
                }).ConfigureAwait(cbConfigureAwait.Checked);
            }

            strResult.AppendLine($"子方法延时前{DateTime.Now.TimeOfDay}");
            Thread.Sleep(3000);
            strResult.AppendLine($"子方法延时后{DateTime.Now.TimeOfDay}");
            sw.Stop();
            strResult.AppendLine($"【{Environment.CurrentManagedThreadId}】ChildMethod结束{sw.ElapsedMilliseconds}ms");
        }

    
        得出的结果是：
        

        
        可以看到异步线程在信息框时得到空闲，从而完成切换到UI中，UI中就到子方法中继续完成剩下的代码，这里面包括特意加了一个3秒的延时，它也得到了执行，直到子方法全部完成才回到了主方法中去打印print。