C#中多线程的那点事-async & await

198366809

大量连接

上一篇《C#中多线程的那点事-Linq & PLinq》，我们讲述了一种全新的集合并行处理的方法PLINQ。PLINQ利用扩展函数，为我们提供了大量常用的集合并行操作函数。从此写代码也变成了一件很愉快的事情。

小明同学很早就来到了教室，用过PLINQ之后，果然回不去了。从他的眼神中，我可以看得出来，小明对我今天的分享很是期待。

今天我们聊一个很酷炫，但是对于有多线程编程经验的人却不太好理解的编程模型：async 和 await。我们在介绍Task的那一篇文章中，就提到Task结合async和await可以非常优雅地写程序。今天我们就来一探究竟吧！

实例演示

我们模拟一个需要异步执行的工作流，其中有3个主要步骤，且下一个步骤，需要依赖上一个步骤的结果：

static Task<int> Func1(int seed){    return Task.Run(() =>    {        Console.WriteLine($"seed: {seed}\t Func1 is Running... ");        Task.Delay(2000).Wait();        return 1 + seed;    });}static Task<int> Func2(int p1){    return Task.Run(() =>    {        Console.WriteLine($"p1:{p1}\t\t Func2 is Running... ");        Task.Delay(2000).Wait();        return 2 + p1;    });}static Task<int> Func3(int p2){    return Task.Run(() =>    {        Console.WriteLine($"p2:{p2}\t\t Func3 is Running... ");        Task.Delay(2000).Wait();        return 3 + p2;    });}

然后我们用常规Task来实现这个工作流的调用过程：

static void WorkFlow(){    var t1 = Func1(100);    var w1 = t1.GetAwaiter();    w1.OnCompleted(() =>    {        var t2 = Func2(w1.GetResult());        var w2 = t2.GetAwaiter();        w2.OnCompleted(() =>        {            var t3 = Func3(w2.GetResult());            t3.Wait();            Console.WriteLine($"Result:{t3.Result}");        });    });}static void Main(string[] args){    Console.WriteLine("Hello async/await World!");    WorkFlow();    Console.ReadKey();}

运行结果如下：

执行结果

从程序来看，没有太特殊的东西。但是有一点，如果这个工作流的步骤增多，我们的WorkFlow这个函数，不太优雅，其中的OnCompleted会越来越深。当然我们可以使用Task的Wait函数，来解决这个问题，但是这样的话WorkFlow这个子函数内部，就会阻塞了：

static void WorkFlow(){    var t1 = Func1(100);    t1.Wait();    var t2 = Func2(t1.Result);    t2.Wait();    var t3 = Func3(t2.Result);    t3.Wait();    Console.WriteLine($"Result:{t3.Result}");}async/await

有没有保持WorkFlow不阻塞的方法呢？

有，就是利用async和await来改写：

static async Task WorkFlow(){    var r1 = await Func1(100);    var r2 = await Func2(r1);    var r3 = await Func3(r2);    Console.WriteLine($"Result:{r3}");}static async Task Main(string[] args){    Console.WriteLine("Hello async/await World!");    await WorkFlow();    Console.ReadKey();}

程序的结果，没有任何改变。但是写法简化了非常多。几乎和我们写串行程序一样了。如果有同学不理解这里一定为什么一定要将WorkFlow写成非阻塞模式的，没关系，在将来某一天，你很可能会遇到这样的场景的。

await 就是 异步等待的意思，await只能用于async修饰的函数内部。async修饰的函数，可以像常规函数一样调用。但是在遇到async函数内部的await关键字之后，相当于该函数就先返回了。待await等待的操作完成之后，又会回到函数中执行await之后的代码。是不是很绕。。。

async修饰的函数，建议返回Task或者Task<T>，而不要返回void。

Main函数，也可以用async修饰，但是建议返回Task。

程序执行流程也比较奇怪，很可能和你预想的执行顺序不同。为了研究程序执行的流程，我加入一些标记性的代码，再来查看运行结果：

static async Task WorkFlow(){    var r1 = await Func1(100);    Console.WriteLine("Func1 end");    var r2 = await Func2(r1);    Console.WriteLine("Func2 end");    var r3 = await Func3(r2);    Console.WriteLine("Func3 end");    Console.WriteLine($"Result:{r3}");}static async Task Main(string[] args){    Console.WriteLine("Hello async/await World!");    await WorkFlow();    Console.WriteLine("WorkFlow end");}

结果如下：

执行流程

我们注意一点，在Main函数中，加入await之后，函数执行的流程和串行执行非常像。

外老师第一次研究这个执行流程的时候，也是一脸懵逼。

感兴趣的同学，一定要动手单步执行这个程序，研究函数执行的流程。

这个过程很难描述清楚，一定要亲自体验，才能发现其奥妙之处。

要是觉得这个流程奇怪的同学，可以去了解一下目前很火的一个概念：协程。虽然我没的查到官方的资料表明async/await就是C#中的协程，但是其用法和功能，都和协程非常像了。这其实是一种全新的编程范式，在处理海量用户并发的时候，经常使用。了解协程之后，理解这种流程就会容易很多。

async/await，或者说Task，是C#中的一种异步编程模型。相比传统的Thread多线程模型，更适合于高并发的场景。使用得当，可以大幅提升程序的并行处理能力。

布置作业

通过调试以上的示例程序，了解async/await的执行流程。也可以自行修改程序，模拟不同的场景。

查询协程相关资料，辅助理解async/await

江湖再见

《C#中多线程的那点事》终于告于段落了！感谢大家的阅读和支持，感谢小明同学的一路陪伴。分享干货知识，咱们下一个专题再见！

来源：外老师

原文：https://www.toutiao.com/a6907885289130377732/

小明同学

wx_flL6lgL6

论坛有你更精彩！

电小二_ZVl8n

看了楼主的帖子，不由得精神一振，豁然开朗，牛掰

杨慧东已登记

说得对！狠狠赞同，没毛病～

飛翔的企鵝

原来还有这种操作，长见识了！

xiao6330

赞同 + 10086，没毛病，完全没毛病

自由人

学到了学到了，这波分享太实用啦！

cai94055233

谁懂啊！真的被戳中笑点 / 泪点了

奇迹685

路过打卡，为优质内容疯狂打 call

家和万事兴

理性围观，感觉大家说得都有道理