C#中的异步编程--探索await与async关键字的奥妙之处，原来理解和使用异步编程可以这么简单

前言

await与async是C#5.0推出的新语法，关于await与async有很多文章讲解。但看完后有没有这样一种感觉，感觉这东西像是不错，但好像就是看不太懂，也不清楚该怎么使用。虽然偶有接触，但是一直都没有真正搞明白。

我也是才刚刚摸索明白，把学习结果和大家探讨一下看掌握得对不对。个人的学习习惯就是，有复杂的东西可以简单说明白，就会分享出来~

(阅读本文需要具备多线程及任务编程的基础)

重点

在学习async/await最难的是什么呢？就是理解它的工作方式！

1.所有的async方法返回类型必然是Task或Task<T>，这是异步处理的基础！

2.在async方法中遇到await关键字后，当前线程立即返回(到调用方)，继续之前的处理逻辑；await关键字之后的代码逻辑，将交由新的线程处理；当新的线程处理完成后，可以从新的线程返回处理结果到调用(处)线程当中，结束等待。

3.在一个async方法中，会根据await关键字进行分割，拆分到不同的线程处理同一个方法的不同部分！

4.把一个方法代码的不同部分拆分到多个线程处理，这是异步方法和同步方法的最大不同！

把上面几点搞明白了，其实异步编程也就大概清楚了吧。。

简单异步调用

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("{0}->Main.异步方法执行前", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());//输出异步处理之前的线程ID
            DoAsync().Wait();//执行异步处理，并等待该异步方法执行完成后才继续
            Console.WriteLine("{0}->Main.异步方法执行后", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());//输出异步处理之后的线程ID

            Console.Read();
        }

        /// <summary>
        /// 执行异步处理
        /// </summary>
        /// <param name="times">模拟处理时长</param>
        /// <returns></returns>
        public static async Task DoAsync(int times)
        {
            Console.WriteLine("{0}->DoAsync.await之前", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());//输出调用线程ID
            await Task.Run(() => Thread.Sleep(times));///执行一个异步任务，并等待返回结果才继续；需要注意的是，调用线程执行到这一行的时候其实就已经返回了
            Console.WriteLine("{0}->DoAsync.await之后", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());//异步操作执行完了，但这里已经是新的线程了
        }
    }

->Main.异步方法执行前
->DoAsync.await之前
->DoAsync.await之后
->Main.异步方法执行后

请留意异步方法DoAsync的处理，在await之前和await之后，已经是两个不一样的线程ID。

也就是说，一个方法内部被拆分成了多个部分，不同的部分分别由不同的线程处理。

有返回值的异步调用

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("{0}->Main.异步方法执行前", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());//输出异步处理之前的线程ID
            var asyncTask = DoAsync();//异步执行处理
            Console.WriteLine("{0}->Main.异步方法执行后", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());//输出异步处理之后的线程ID
            var result = asyncTask.Result;//等待异步处理完成才继续
            Console.WriteLine("{0}->Main.异步方法完成后", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());//输出异步完成之后的线程ID

            Console.Read();
        }

        /// <summary>
        /// 执行异步处理
        /// </summary>
        /// <param name="times">模拟处理时长</param>
        /// <returns></returns>
        public static async Task<int> DoAsync(int times)
        {
            Console.WriteLine("{0}->DoAsync.await之前", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());//输出调用线程ID
            var result = await Task.Run(() => { Thread.Sleep(times); return times; });///执行一个异步任务，并等待返回结果才继续；需要注意的是，调用线程执行到这一行的时候就已经返回了
            Console.WriteLine("{0}->DoAsync.await之后", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());//异步操作执行完了，但这里已经是新的线程了
            return result;//返回计算结果，注意：返回结果时和进入方法时的线程已经不一样了
        }
    }

->Main.异步方法执行前
->DoAsync.await之前
->Main.异步方法执行后
->DoAsync.await之后
->Main.异步方法完成后

请注意：在同步方法Main中执行的时候都是同一个线程；在异步方法DoAsync执行的时候，在await之前是调用线程，在await之后则是另一个线程。

总结

在异步(async)方法执行中，会根据await关键字，拆分一个方法为多个部分，分别由不同的线程执行。

在异步(async)方法执行中，遇到await关键字，调用线程会立即返回(线程池)继续后续的处理逻辑；而后，调用方可以使用Task.Wait()或Task<T>.Result进行阻塞，等待异步方法执行完毕再继续。

在异步(async)方法执行后，若不使用Task.Wait()进行等待，或不使用Task<T>.Result获取返回结果，则该方法将仅以异步方式执行。

那么异步方法的好处到底在哪？一下子，我也说不上来。。因为好像只用Task，也可以达到类似的效果，虽然也有区别。

难道，异步只是一颗语法糖吗？规范了异步方法的写法，回调函数也“消失”了。

其中异步方法最令人意外的，大概就是调用线程遇到await关键字，不用等待方法执行完毕就已经立即返回了吧！

同步夹杂着异步，异步夹杂着任务，异步方法里再拆分线程处理。想用好异步不容易！

参考

C#语法——await与async的正确打开方式

为什么我们要使用Async、Await关键字

async & await 的前世今生（Updated）

异步编程 In .NET