【微软技术栈】C#.NET 异步文件 I/O

异步操作使您能在不阻塞主线程的情况下执行占用大量资源的 I/O 操作。 在 Windows 8.x 应用商店应用或桌面应用中一个耗时的流操作可能阻塞 UI 线程并让应用看起来好像不工作时，这种性能的考虑就显得尤为重要了。

从 .NET Framework 4.5 开始，I/O 类型包括了异步方法，以简化异步操作。 异步方法在其名称中包括 Async ，例如 ReadAsync、 WriteAsync、 CopyToAsync、 FlushAsync、 ReadLineAsync和 ReadToEndAsync。 这些异步方法基于流类（例如 Stream、 FileStream和 MemoryStream）和用来向流中读出或写入数据的类（例如 TextReader 和 TextWriter）实现。

在 .NET Framework 4 和更早的版本中，你必须使用 BeginRead 和 EndRead 等方法来实现异步 I/O 操作。 这些方法仍然在当前 .NET 版本中可用，从而支持传统的代码；但是，异步方法能帮助你更轻松地实现异步 I/O 操作。

C# 和 Visual Basic 分别具有两个用于异步编程的关键字：

• Async (Visual Basic) 或 async (C#) 修饰符，您可以用来标记包含异步操作的方法。

• Await (Visual Basic) 或 await (C#) 运算符，可以应用到异步方法的结果中。

如下面的示例所示，若要实现异步 I/O 操作，请把这些关键字和异步方法结合使用。 

下面的示例演示如何使用两个 FileStream 对象把文件从一个目录异步复制到另一个目录。 需要注意 Click 控件的 Button 事件处理程序具有 async 修饰符标记，因为它调用异步方法。

using System;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows;
using System.IO;

namespace WpfApplication
{
    public partial class MainWindow : Window
    {
        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private async void Button_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            string startDirectory = @"c:\Users\exampleuser\start";
            string endDirectory = @"c:\Users\exampleuser\end";

            foreach (string filename in Directory.EnumerateFiles(startDirectory))
            {
                using (FileStream sourceStream = File.Open(filename, FileMode.Open))
                {
                    using (FileStream destinationStream = File.Create(Path.Combine(endDirectory, Path.GetFileName(filename))))
                    {
                        await sourceStream.CopyToAsync(destinationStream);
                    }
                }
            }
        }
    }
}

下一个例子类似于前面的例子，但是使用 StreamReader 和 StreamWriter 对象以异步方式读取和写入文本文件的内容。

private async void Button_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    string UserDirectory = @"c:\Users\exampleuser\";

    using (StreamReader SourceReader = File.OpenText(UserDirectory + "BigFile.txt"))
    {
        using (StreamWriter DestinationWriter = File.CreateText(UserDirectory + "CopiedFile.txt"))
        {
            await CopyFilesAsync(SourceReader, DestinationWriter);
        }
    }
}

public async Task CopyFilesAsync(StreamReader Source, StreamWriter Destination)
{
    char[] buffer = new char[0x1000];
    int numRead;
    while ((numRead = await Source.ReadAsync(buffer, 0, buffer.Length)) != 0)
    {
        await Destination.WriteAsync(buffer, 0, numRead);
    }
}

下一个示例演示用于在 Windows 8.x 应用商店应用中以 Stream 的形式打开文件的代码隐藏文件和 XAML 文件，并且通过使用 StreamReader 类的实例来读取其内容。 它使用异步方法以流的形式打开文件并读取其内容。

using System;
using System.IO;
using System.Text;
using Windows.Storage.Pickers;
using Windows.Storage;
using Windows.UI.Xaml;
using Windows.UI.Xaml.Controls;

namespace ExampleApplication
{
    public sealed partial class BlankPage : Page
    {
        public BlankPage()
        {
            this.InitializeComponent();
        }

        private async void Button_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            StringBuilder contents = new StringBuilder();
            string nextLine;
            int lineCounter = 1;

            var openPicker = new FileOpenPicker();
            openPicker.SuggestedStartLocation = PickerLocationId.DocumentsLibrary;
            openPicker.FileTypeFilter.Add(".txt");
            StorageFile selectedFile = await openPicker.PickSingleFileAsync();

            using (StreamReader reader = new StreamReader(await selectedFile.OpenStreamForReadAsync()))
            {
                while ((nextLine = await reader.ReadLineAsync()) != null)
                {
                    contents.AppendFormat("{0}. ", lineCounter);
                    contents.Append(nextLine);
                    contents.AppendLine();
                    lineCounter++;
                    if (lineCounter > 3)
                    {
                        contents.AppendLine("Only first 3 lines shown.");
                        break;
                    }
                }
            }
            DisplayContentsBlock.Text = contents.ToString();
        }
    }
}