C#高级 02异步编程

基础知识

1.什么是异步任务

• 包含了异步任务的各种状态的一个引用类型
  1)正在运行、完成、结果、报错等
  2)另有ValueTask值类型版本
• 对于异步任务的抽象
  1)开启异步任务后，当前线程并不会阻塞，而是可以去做其他事情
  2)异步任务（默认）会借助线程池在其他线程上运行
  3)获取结果后回到之前的状态
• 任务结果
  1)返回值为Task的方法表示异步任务没有返回值
  2)返回值为Task则表示有类型为T的返回值

2.异步方法（async Task）

• 将方法标记async后，可以在方法中使用await关键字
• await关键字会等待异步任务，并获得结果
• async+await会将方法包装成状态机，await类似于检查点（MoveNext方法会被底层调用，从而切换状态）
• async Task
• async void
• 异步编程具有传染性

3.不阻塞

• await会展示释放当前线程，使得该线程可以执行其他工作，而不必阻塞线程直到异步操作完成
• 不要在异步方法里面用任何方式阻塞当前线程
• 常见阻塞情况
  1)Task.Wait() & Task.Result()如果任务没有完成，则会阻塞当前线程，容易导致死锁
  2)Task.Delay() 是一个异步任务，会立刻释放当前线程
  3)Thread.Sleep() 会阻塞当前的线程，这与异步编程的理念不符
  4)IO等操作的同步方法
  5)其他繁重且耗时的任务

4.同步上下文

• 一种管理和协调线程的机制，允许开发者将代码的执行切换到特定线程
• WinForms 与 WPF 拥有同步上下文（UI线程)，而控制台程序默认没有
• ConfigureAwait（false）
  1)配置任务通过await方法结束后是否会到原来的线程，默认为true
  2)一般只有UI线程会采用这种策略
• TaskScheduler
  1)控制Task的调度方式和运行线程
  1.1)线程池线程Default
  1.2)当前线程CurrentThread
  1.3)单线程上下文 STAThread
  1.4)长时间运行线程LongRunning
  2)优先级、上下文、执行状态等

5.一发即忘

• 调用一个异步方法，但是并不使用await或阻塞的方式去等待它的结果
• 无法观察任务状态（是否完成、是否报错等）

二.常见误区

1异步是否一定是多线程？

• 异步编程不必需要多线程来实现（时间片轮转调度）
• 比如可以在单个线程上使用异步I/O或事件驱动的编程模型（EAP）
• 单线程异步：自己定好计时器，到时间之前先去做别的事
• 多线程异步：将任务交给不同的线程，并由自己来进行指挥调度

2.异步方法一定要写成 async Task？

• async关键字知识用来配合await使用，从而将方法包装成状态机
• 本质上任然是Task，只不过提供了语法糖，并且函数体中可以直接return Task的泛型类型
• 接口中无法声明async Task

3.await一定会切换同步上下文？

• 在使用await关键字调用并等待一个异步任务时，异步方法不一定会立刻来到新的线程上
• 如果 await 了一个已经完成的任务（包括Task.Delay(0)），会直接获得结果

4.异步编程可以取代多线程

• 异步编程和多线程有一定关系，但是两者并不是可以完全相互代替的

5.Task.Result一定会阻塞当前线程？

• 如果任务已经完成，那么Task.Result可以直接得到结果

6.开启的异步任务一定不会阻塞当前线程？

await关键字不一定会立刻释放当前线程，所以如果调用的异步方法中存在阻塞（如 Thread.Sleep(0)）,那么依旧会阻塞当前线程上下文对应的线程