async和await的使用总结 ~ 竟然一直用错了c#中的async和await的使用。。
对于c#中的async和await的使用，没想到我一直竟然都有一个错误。。
。。还是总结太少，这里记录下。
这里以做早餐为例
流程如下：
- 倒一杯咖啡。
- 加热平底锅，然后煎两个鸡蛋。
- 煎三片培根。
- 烤两片面包。
- 在烤面包上加黄油和果酱。
- 倒一杯橙汁。
当使用同步方式实现时，代码是这样的：
using System;
using System.Diagnostics;
using System.Threading.Tasks; namespace AsyncBreakfast
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
var sw = new Stopwatch();
sw.Start();
Coffee cup = PourCoffee();
Console.WriteLine("coffee is ready"); Egg eggs = FryEggs();
Console.WriteLine("eggs are ready"); Bacon bacon = FryBacon();
Console.WriteLine("bacon is ready"); Toast toast = ToastBread();
ApplyButter(toast);
ApplyJam(toast);
Console.WriteLine("toast is ready"); Juice oj = PourOJ();
Console.WriteLine("oj is ready");
Console.WriteLine("Breakfast is ready!"); Console.WriteLine($"totol time:{sw.ElapsedMilliseconds/1000}");
Console.ReadKey();
} private static Juice PourOJ()
{
Console.WriteLine("Pouring orange juice");
return new Juice();
} private static void ApplyJam(Toast toast) =>
Console.WriteLine("Putting jam on the toast"); private static void ApplyButter(Toast toast) =>
Console.WriteLine("Putting butter on the toast"); private static Toast ToastBread(int slices)
{
for (int slice = ; slice < slices; slice++)
{
Console.WriteLine("Putting a slice of bread in the toaster");
}
Console.WriteLine("Start toasting...");
Task.Delay().Wait();
Console.WriteLine("Remove toast from toaster"); return new Toast();
} private static Bacon FryBacon(int slices)
{
Console.WriteLine($"putting {slices} slices of bacon in the pan");
Console.WriteLine("cooking first side of bacon...");
Task.Delay().Wait();
for (int slice = ; slice < slices; slice++)
{
Console.WriteLine("flipping a slice of bacon");
}
Console.WriteLine("cooking the second side of bacon...");
Task.Delay().Wait();
Console.WriteLine("Put bacon on plate"); return new Bacon();
} private static Egg FryEggs(int howMany)
{
Console.WriteLine("Warming the egg pan...");
Task.Delay().Wait();
Console.WriteLine($"cracking {howMany} eggs");
Console.WriteLine("cooking the eggs ...");
Task.Delay().Wait();
Console.WriteLine("Put eggs on plate"); return new Egg();
} private static Coffee PourCoffee()
{
Console.WriteLine("Pouring coffee");
return new Coffee();
}
}
class Coffee { }
class Egg { }
class Bacon { }
class Toast { }
class Juice { }
}
运行效果如下：
或表示为这样
同步准备的早餐大约花费了 30 分钟，因为总耗时是每个任务耗时的总和。这里的total time只是用来表示记录下程序运行的时间。
而我以前写的异步代码是这样的：
using System;
using System.Diagnostics;
using System.Threading.Tasks; namespace AsyncBreakfast
{
class Program
{
static async void Main(string[] args)
{
var sw = new Stopwatch();
sw.Start();
Coffee cup = PourCoffee();
Console.WriteLine("coffee is ready"); Egg eggs = await FryEggsAsync();
Console.WriteLine("eggs are ready"); Bacon bacon = await FryBaconAsync();
Console.WriteLine("bacon is ready"); Toast toast = await ToastBreadAsync();
ApplyButter(toast);
ApplyJam(toast);
Console.WriteLine("toast is ready"); Juice oj = PourOJ();
Console.WriteLine("oj is ready");
Console.WriteLine("Breakfast is ready!"); Console.WriteLine($"totol time:{sw.ElapsedMilliseconds/1000}");
Console.ReadKey();
} static async Task<Toast> MakeToastWithButterAndJamAsync(int number)
{
var toast = await ToastBreadAsync(number);
ApplyButter(toast);
ApplyJam(toast); return toast;
} private static Juice PourOJ()
{
Console.WriteLine("Pouring orange juice");
return new Juice();
} private static void ApplyJam(Toast toast) =>
Console.WriteLine("Putting jam on the toast"); private static void ApplyButter(Toast toast) =>
Console.WriteLine("Putting butter on the toast"); private static async Task<Toast> ToastBreadAsync(int slices)
{
for (int slice = ; slice < slices; slice++)
{
Console.WriteLine("Putting a slice of bread in the toaster");
}
Console.WriteLine("Start toasting...");
await Task.Delay();
Console.WriteLine("Remove toast from toaster"); return new Toast();
} private static async Task<Bacon> FryBaconAsync(int slices)
{
Console.WriteLine($"putting {slices} slices of bacon in the pan");
Console.WriteLine("cooking first side of bacon...");
await Task.Delay();
for (int slice = ; slice < slices; slice++)
{
Console.WriteLine("flipping a slice of bacon");
}
Console.WriteLine("cooking the second side of bacon...");
await Task.Delay();
Console.WriteLine("Put bacon on plate"); return new Bacon();
} private static async Task<Egg> FryEggsAsync(int howMany)
{
Console.WriteLine("Warming the egg pan...");
await Task.Delay();
Console.WriteLine($"cracking {howMany} eggs");
Console.WriteLine("cooking the eggs ...");
await Task.Delay();
Console.WriteLine("Put eggs on plate"); return new Egg();
} private static Coffee PourCoffee()
{
Console.WriteLine("Pouring coffee");
return new Coffee();
} }
class Coffee { }
class Egg { }
class Bacon { }
class Toast { }
class Juice { }
}
效果如下：
可以看出，这样编写的异步和最初同步版本的总共的耗时大致相同。
这是因为这段代码还没有利用异步编程的某些关键功能。
即上面的异步代码的使用在这里是不准确的。
可以看出，这段代码里面的打印输出与同步是一样的。
这是因为：在煎鸡蛋或培根时，此代码虽然不会阻塞，但是此代码也不会启动任何其他任务。
就造成了异步煎鸡蛋的操作完成后，才会开始培根制作。
但是，对于这里而言，我不希望每个任务都按顺序依次执行。
最好是首先启动每个组件任务，然后再等待之前任务的完成。
例如：首先启动鸡蛋和培根。
同时启动任务
在很多方案中，你可能都希望立即启动若干独立的任务。然后，在每个任务完成时，你可以继续
进行已经准备的其他工作。
就像这里同时启动煎鸡蛋，培根和烤面包。
我们这里对早餐代码做些更改。
正确的做法
第一步是存储任务以便在这些任务启动时进行操作，而不是等待：
Coffee cup = PourCoffee();
Console.WriteLine("coffee is ready"); Task<Egg> eggsTask = FryEggsAsync();
Egg eggs = await eggsTask;
Console.WriteLine("eggs are ready"); Task<Bacon> baconTask = FryBaconAsync();
Bacon bacon = await baconTask;
Console.WriteLine("bacon is ready"); Task<Toast> toastTask = ToastBreadAsync();
Toast toast = await toastTask;
ApplyButter(toast);
ApplyJam(toast);
Console.WriteLine("toast is ready"); Juice oj = PourOJ();
Console.WriteLine("oj is ready");
Console.WriteLine("Breakfast is ready!");
接下来，可以在提供早餐之前将用于处理培根和鸡蛋的await语句移动到此方法的末尾：
Coffee cup = PourCoffee();
Console.WriteLine("coffee is ready"); Task<Egg> eggsTask = FryEggsAsync();
Task<Bacon> baconTask = FryBaconAsync();
Task<Toast> toastTask = ToastBreadAsync(); Toast toast = await toastTask;
ApplyButter(toast);
ApplyJam(toast);
Console.WriteLine("toast is ready");
Juice oj = PourOJ();
Console.WriteLine("oj is ready"); Egg eggs = await eggsTask;
Console.WriteLine("eggs are ready");
Bacon bacon = await baconTask;
Console.WriteLine("bacon is ready"); Console.WriteLine("Breakfast is ready!");
运行效果如下：
或者
可以看出，这里一次启动了所有的异步任务。而你仅在需要结果时，才会等待每项任务。
这里异步准备的造成大约花费20分钟，这是因为一些任务可以并发进行。
而对于直接 Egg eggs = await FryEggsAsync(2); 的方式，适用于你只需要等待这一个异步操作结果，不需要进行其他操作的时候。
与任务组合
吐司操作由异步操作（烤面包）和同步操作（添加黄油和果酱）组成。
这里涉及到一个重要概念：
异步操作后跟同步操作的这种组合也是一个异步操作。
也就是说，如果操作的任何部分是异步的，整个操作就是异步的。
代码如下：
static async Task<Toast> MakeToastWithButterAndJamAsync(int number)
{
var toast = await ToastBreadAsync(number);
ApplyButter(toast);
ApplyJam(toast); return toast;
}
所有，主要代码块现在变为：
static async Task Main(string[] args)
{
Coffee cup = PourCoffee();
Console.WriteLine("coffee is ready"); var eggsTask = FryEggsAsync();
var baconTask = FryBaconAsync();
var toastTask = MakeToastWithButterAndJamAsync(); var eggs = await eggsTask;
Console.WriteLine("eggs are ready"); var bacon = await baconTask;
Console.WriteLine("bacon is ready"); var toast = await toastTask;
Console.WriteLine("toast is ready"); Juice oj = PourOJ();
Console.WriteLine("oj is ready");
Console.WriteLine("Breakfast is ready!");
}
高效的等待任务
可以通过使用Task类的方法改进上述代码末尾一系列await语句。
WhenAll 是其中的一个api ， 它将返回一个其参数列表中的所有任务都已完成时猜完成的Task，
代码如下
await Task.WhenAll(eggsTask, baconTask, toastTask);
Console.WriteLine("eggs are ready");
Console.WriteLine("bacon is ready");
Console.WriteLine("toast is ready");
Console.WriteLine("Breakfast is ready!");
另一种选择是 WhenAny, 它将返回一个，当其参数完成时猜完成的 Task<Task>。
var breakfastTasks = new List<Task> { eggsTask, baconTask, toastTask };
while (breakfastTasks.Count > )
{
Task finishedTask = await Task.WhenAny(breakfastTasks);
if (finishedTask == eggsTask)
{
Console.WriteLine("eggs are ready");
}
else if (finishedTask == baconTask)
{
Console.WriteLine("bacon is ready");
}
else if (finishedTask == toastTask)
{
Console.WriteLine("toast is ready");
}
breakfastTasks.Remove(finishedTask);
}
处理已完成任务的结果之后，可以从传递给 WhenAny 的任务列表中删除此已完成的任务。
进行这些更改后，代码的最终版本将如下所示：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading.Tasks; namespace AsyncBreakfast
{
class Program
{
static async Task Main(string[] args)
{
Coffee cup = PourCoffee();
Console.WriteLine("coffee is ready"); var eggsTask = FryEggsAsync();
var baconTask = FryBaconAsync();
var toastTask = MakeToastWithButterAndJamAsync(); var breakfastTasks = new List<Task> { eggsTask, baconTask, toastTask };
while (breakfastTasks.Count > )
{
Task finishedTask = await Task.WhenAny(breakfastTasks);
if (finishedTask == eggsTask)
{
Console.WriteLine("eggs are ready");
}
else if (finishedTask == baconTask)
{
Console.WriteLine("bacon is ready");
}
else if (finishedTask == toastTask)
{
Console.WriteLine("toast is ready");
}
breakfastTasks.Remove(finishedTask);
} Juice oj = PourOJ();
Console.WriteLine("oj is ready");
Console.WriteLine("Breakfast is ready!");
} static async Task<Toast> MakeToastWithButterAndJamAsync(int number)
{
var toast = await ToastBreadAsync(number);
ApplyButter(toast);
ApplyJam(toast); return toast;
} private static Juice PourOJ()
{
Console.WriteLine("Pouring orange juice");
return new Juice();
} private static void ApplyJam(Toast toast) =>
Console.WriteLine("Putting jam on the toast"); private static void ApplyButter(Toast toast) =>
Console.WriteLine("Putting butter on the toast"); private static async Task<Toast> ToastBreadAsync(int slices)
{
for (int slice = ; slice < slices; slice++)
{
Console.WriteLine("Putting a slice of bread in the toaster");
}
Console.WriteLine("Start toasting...");
await Task.Delay();
Console.WriteLine("Remove toast from toaster"); return new Toast();
} private static async Task<Bacon> FryBaconAsync(int slices)
{
Console.WriteLine($"putting {slices} slices of bacon in the pan");
Console.WriteLine("cooking first side of bacon...");
await Task.Delay();
for (int slice = ; slice < slices; slice++)
{
Console.WriteLine("flipping a slice of bacon");
}
Console.WriteLine("cooking the second side of bacon...");
await Task.Delay();
Console.WriteLine("Put bacon on plate"); return new Bacon();
} private static async Task<Egg> FryEggsAsync(int howMany)
{
Console.WriteLine("Warming the egg pan...");
await Task.Delay();
Console.WriteLine($"cracking {howMany} eggs");
Console.WriteLine("cooking the eggs ...");
await Task.Delay();
Console.WriteLine("Put eggs on plate"); return new Egg();
} private static Coffee PourCoffee()
{
Console.WriteLine("Pouring coffee");
return new Coffee();
}
}
}
效果如下：
或者
这种异步的代码实现最终大约花费15分钟，因为一些任务能同时运行，
并且该代码能够同时监视多个任务，只在需要时才执行操作。
总结：
async 和 await的功能最好能做到：
尽可能启动任务，不要在等待任务完成时造成阻塞。
即可以先把任务存储到task，然后在后面需要用的时候，调用await task（）方法。
参考网址：https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/programming-guide/concepts/async/
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