C#中的异步调用及异步设计模式(二)——基于 IAsyncResult 的异步设计模式

三、基于 IAsyncResult 的异步设计模式（设计层面）

IAsyncResult 异步设计模式通过名为 BeginOperationName 和 EndOperationName 的两个方法来实现原同步方法的异步调用，如 FileStream 类提供了 BeginRead 和 EndRead 方法来从文件异步读取字节，它们是 Read 方法的异步版本

Begin 方法包含同步方法签名中的任何参数，此外还包含另外两个参数：一个AsyncCallback 委托和一个用户定义的状态对象。委托用来调用回调方法，状态对象是用来向回调方法传递状态信息。该方法返回一个实现 IAsyncResult 接口的对象

End 方法用于结束异步操作并返回结果，因此包含同步方法签名中的 ref 和 out 参数，返回值类型也与同步方法相同。该方法还包括一个 IAsyncResult 参数，用于获取异步操作是否完成的信息，当然在使用时就必须传入对应的 Begin 方法返回的对象实例

开始异步操作后如果要阻止应用程序，可以直接调用 End 方法，这会阻止应用程序直到异步操作完成后再继续执行。也可以使用 IAsyncResult 的 AsyncWaitHandle 属性，调用其中的WaitOne等方法来阻塞线程。这两种方法的区别不大，只是前者必须一直等待而后者可以设置等待超时

如果不阻止应用程序，则可以通过轮循 IAsyncResult 的 IsCompleted 状态来判断操作是否完成，或使用 AsyncCallback 委托来结束异步操作。AsyncCallback 委托包含一个 IAsyncResult 的签名，回调方法内部再调用 End 方法来获取操作执行结果

1. public class AsyncDemo
2. {
3. // Use in asynchronous methods
4. private delegate string runDelegate();
5. private string m_Name;
6. private runDelegate m_Delegate;
7. public AsyncDemo(string name)
8. {
9. m_Name = name;
10. m_Delegate = new runDelegate(Run);
11. }
12. public string Run()
13. {
14. return "My name is " + m_Name;
15. }
16. public IAsyncResult BeginRun(AsyncCallback callBack, Object stateObject)
17. {
18. try
19. {
20. return m_Delegate.BeginInvoke(callBack, stateObject);
21. }
22. catch (Exception e)
23. {
24. // Hide inside method invoking stack
25. throw e;
26. }
27. }
28. public string EndRun(IAsyncResult ar)
29. {
30. if (ar == null)
31. throw new NullReferenceException("Arggument ar can't be null");
32. try
33. {
34. return m_Delegate.EndInvoke(ar);
35. }
36. catch (Exception e)
37. {
38. // Hide inside method invoking stack
39. throw e;
40. }
41. }
42. }

首先是 Begin 之后直接调用 End 方法，当然中间也可以做其他的操作

1. class AsyncTest
2. {
3. static void Main(string[] args)
4. {
5. AsyncDemo demo = new AsyncDemo("jiangnii");
6. // Execute begin method
7. IAsyncResult ar = demo.BeginRun(null, null);
8. // You can do other things here
9. // Use end method to block thread until the operation is complete
10. string demoName = demo.EndRun(ar);
11. Console.WriteLine(demoName);
12. }
13. }

也可以用 IAsyncResult 的 AsyncWaitHandle 属性，我在这里设置为1秒超时

1. class AsyncTest
2. {
3. static void Main(string[] args)
4. {
5. AsyncDemo demo = new AsyncDemo("jiangnii");
6. // Execute begin method
7. IAsyncResult ar = demo.BeginRun(null, null);
8. // You can do other things here
9. // Use AsyncWaitHandle.WaitOne method to block thread for 1 second at most
10. ar.AsyncWaitHandle.WaitOne(1000, false);
11. if (ar.IsCompleted)
12. {
13. // Still need use end method to get result, but this time it will return immediately
14. string demoName = demo.EndRun(ar);
15. Console.WriteLine(demoName);
16. }
17. else
18. {
19. Console.WriteLine("Sorry, can't get demoName, the time is over");
20. }
21. }
22. }

不中断的轮循，每次循环输出一个 "."

1. class AsyncTest
2. {
3. static void Main(string[] args)
4. {
5. AsyncDemo demo = new AsyncDemo("jiangnii");
6. // Execute begin method
7. IAsyncResult ar = demo.BeginRun(null, null);
8. Console.Write("Waiting..");
9. while (!ar.IsCompleted)
10. {
11. Console.Write(".");
12. // You can do other things here
13. }
14. Console.WriteLine();
15. // Still need use end method to get result, but this time it will return immediately
16. string demoName = demo.EndRun(ar);
17. Console.WriteLine(demoName);
18. }
19. }

最后是使用回调方法并加上状态对象，状态对象被作为 IAsyncResult 参数的 AsyncState
属性被传给回调方法。回调方法执行前不能让主线程退出，我这里只是简单的让其休眠了1秒。另一个与之前不同的地方是 AsyncDemo
对象被定义成了类的静态字段，以便回调方法使用

1. class AsyncTest
2. {
3. static AsyncDemo demo = new AsyncDemo("jiangnii");
4. static void Main(string[] args)
5. {
6. // State object
7. bool state = false;
8. // Execute begin method
9. IAsyncResult ar = demo.BeginRun(new AsyncCallback(outPut), state);
10. // You can do other thins here
11. // Wait until callback finished
12. System.Threading.Thread.Sleep(1000);
13. }
14. // Callback method
15. static void outPut(IAsyncResult ar)
16. {
17. bool state = (bool)ar.AsyncState;
18. string demoName = demo.EndRun(ar);
19. if (state)
20. {
21. Console.WriteLine(demoName);
22. }
23. else
24. {
25. Console.WriteLine(demoName + ", isn't it?");
26. }
27. }
28. }

对于一个已经实现了 BeginOperationName 和 EndOperationName
方法的对象，我们可以直接用上述方式调用，但对于只有同步方法的对象，我们要对其进行异步调用也不需要增加对应的异步方法，而只需定义一个委托并使用其
BeginInvoke 和 EndInvoke 方法就可以了

四、基于事件的异步模式（设计层面）

待续...