13.1.2_异步下载网页
13.1.2 异步下载网页
在我们使用异步工作流来获取网页内容之前，需要引用 FSharp.PowerPack.dll 库，它包含许多 .NET 方法的异步版本。当开发独立的应用程序时，可以使用添加引用命令。在这一章中，我们将使用互动开发模式，创建一个新的 F# 脚本文件，使用 #r 指令（清单 13.1）。
Listing 13.1 Writing code using asynchronous workflows (F# Interactive)
> #r "FSharp.PowerPack.dll";;
> open System.IO
open System.Net;;
> let downloadUrl(url:string) = async {
let request = HttpWebRequest.Create(url)
let! response = request.AsyncGetResponse()
use response = response
let stream = response.GetResponseStream()
use reader = new StreamReader(stream)
return! reader.AsyncReadToEnd() };;
val downloadUrl : string -> Async<string>
打开所需的所有命名空间后, 我们定义一个函数，它使用异步工作流程实现，用 async 值作为计算生成器。可以轻松地证明，它就是一个普通的值；在 Visual Studio 中，如果在值之后立即键入一个点 (.)，智能感知会显示它包含的所有常用的计算生成器的成员，比如，Bind 和 Return，以及几个其他的基元，我们在以后会需要。打印的类型签名显示，计算类型是 Async<string>。后面，我们会详细讨论这个类型。
清单 13.1 中的代码，在执行由 F# 库所提供的异步操作 AsyncGetResponse 基元时，使用 let! 结构。这个方法的返回类型是 Async<WebResponse>，所以，let! 结构组合了两个异步操作，把实际的 WebResponse 值绑定到符号 response 上。这意味着，一旦异步操作完成后，我们就可以使用这个值。
在下一行使用到了use 基元，给定对象的一旦超出范围，就被释放。我们已经讨论过，在普通的 F# 程序环境中的 use，和在异步工作流内部的行为是类似的。工作流完成时，它将释放 HTTP 响应。我们使用值隐藏（value hiding）去隐藏原来的 response 符号，并声明一个新的，它将被释放。这是一种常见的模式，所以，F# 提供一种简便的方法，使用 use! 基元来写，它简单地组合了 let! 和 use。现在，我们知道这件事，可以把上面的两行替换成：
use! response = request.AsyncGetResponse()
在清单 13.1 的最后一行，我们使用了基元 return!，之前从没见过，它可以运行另一个异步操作（就像使用 let! 基元），只是当操作完成时，返回结果，而不是在赋值给符号时。像 do! 基元一样，这是简单的语法糖（syntactic sugar）。计算生成器不需要实现任何其他的成员 ，编译器就可以把代码看作是这样写的（实际的转换更简单）：
let! text = reader.AsyncReadToEnd()
return text
现在，我们已经有了创建异步计算的 downloadUrl 函数，还应该确定如何可以用它来下载网页的内容。你可以在清单 13.2 中看到，可以使用 Async 模块中的函数来执行工作流。
Listing 13.2 Executing asynchronous computations (F# Interactive)
> let downloadTask = downloadUrl("http://www.manning.com");;
val downloadTask : Async<string>
> Async.RunSynchronously(downloadTask);;
val it : string = "<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0
Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-tr
ansitional.dtd"><html><head> (...)"
> let tasks =
[ downloadUrl("http://www.tomasp.net");
downloadUrl("http://www.manning.com") ];;
val tasks : list<Async<string>>
> let all = Async.Parallel(tasks);;
val all : Async<string[]>
> Async.RunSynchronously(all);;
val it : string[] = [ "..."; "..." ]
使用异步工作流写的代码是被延迟的，这意味着，当我们执行第一行的 downloadUrl 函数，它还不会开始下载网页。返回的值 （Async<string> 类型）表示想要运行的计算，就像函数值表示以后可以执行的代码一样。Async 模块提供了运行工作流方法，表 13.1 描述了其中一部分。
表 13.1 在标准 F# 库 Async 模块中，可用的处理异步工作流的基元
| Primitive | Type of primitive and description |
| RunSynchronously | Async<'T> �C> 'T 在当前纯种上启动级定的工作流。在这个工作流中使用异步操作时，工作流恢复在线程上的用于调用异步回调。此操作会阻塞调用者线程，并等待这个工作流的结果。 |
| Start | Async<unit> �C> unit 在后台（使用线程池线程） 启动给定的工作流，并立即返回。工作流与随后的调用者代码并行执行。如在签名中提示的，工作流不返回值。 |
| CreateAsTask | Async<'T> -> Task<'T> |
| Parallel | seq<Async<'a>> -> Async<array<'a>> 取一个异步工作流的集合，并返回一个工作流，它以并行方式执行所有参数值。返回的工作流等待所有操作完成，然后，在一个数组中返回它们的结果。 |
在清单 13.2 中，我们最初使用 Async.RunSynchronously，阻塞了调用线程，这对于以交互方式测试工作流，是有用的。在下一步，我们创建工作流值的列表。此时，什么也没有启动。一旦我们有了集合，就可以使用 Async.Parallel 方法构建一个工作流，将并行执行列表中的所有工作流。这里，仍不执行任何原始的工作流。要做到这一点，需要再次使用 Async.RunSynchronously，启动组合的工作流，并等待结果。组合的工作流启动所有工作流，并等待所有都完成。
代码仍阻塞，等待整体结果，但它有效地运行。它使用 .NET 线程池来平衡运行的线程的最大数目。如果我们创建几百个任务，它不会创建几百个线程，因为，这样做效率不高。而是使用数量较少的线程。当工作流使用 let! 结构， 到达基元的异步操作调用，它在系统中注册一个回调，并释放这个线程。因为 .NET 使用线程池管理线程，完成了工作的线程可以重用，以启动另一个异步工作流。当我们使用异步工作流时，并行运行的任务数量可以明显大于直接使用的线程数。
在本章中，我们需要交互地获取数据，因此，我们感兴趣的是，并行运行的工作流，而不是开发响应的图形用户界面应用程序。后一类应用程序（也称为有反映的应用程序（reactive applications）） 是重要的，第 16 章将关注这个主题。现在，我们已经看到了使用异步工作流的代码表象，下面，就看看它们是如何实现的。