.NET4.5新特性async和await修饰符实现异步编程

开篇

每一个版本的.net都会引入一些新的特性，这些特性方便开发人员能够快速实现一些功能。虽然.net版本一直在更新，但是新版本对旧版本的程序都是兼容的，在这一点上微软做的还是非常好的。每次学一个新内容，第一次接触的方法在脑海里占的位置还是比较重要的，从刚开始接触.net的多线程编程是使用Thread类，然后后面写的程序只要用到异步或者多线程就马上会想到用Thread，虽然知道委托的异步调用也能够实现，但是脑海里面的排在前面还是Thread类，在那个时候不知道他们之间的区别和优劣，也就不懂得如何去取舍。到了.net4.0引入了Task这个任务类，让我们用少量的代码就开始实现了多线程编程，从这个时候开始我也慢慢的了解了.net里面的有哪一些异步实现的方式以及多线程内部的一些机制，也知道它们各自的优势。在接触Task类的时候.net4.5也发布出来了，并且带来一个更加方便的关键字（async，await），轻松实现函数异步调用。虽然知道async和await修饰符，但是自己却迟迟没有接触，因为平常的工作中使用Task类就基本能实现我想要的效果。最近看了一些源码，源码中有很多代码是应用了async和await的关键字来实现异步的，所以我也不得不去学习，接触之后发现，使用async和await关键字确实简化了以前异步编程所需要的步骤，也比较好理解。下面通过一些小例子来简述async和await修饰符如何实现异步编程以及和以前使用Task类来实现异步编程的少许区别。另外，关于.net4.0(包含）以前的的异步编程模式可以参考我的另外一篇博文：http://www.cnblogs.com/mingjiatang/p/5267391.html

1 async和await实现方法异步调用

下面看一段由async定义的异步方法以及异步方法的调用代码，如下：

        static  void Main(string[] args)
        {
            AsyncMethod(10);//no.1
            Console.WriteLine("执行其他的东西，当前线程id：{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);//out.4
            Console.ReadKey();

        }

        static async void  AsyncMethod(int i)
        {
            Console.WriteLine("异步方法开始，当前线程id：{0}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);//out.1
            await AsyncTaskMethod(i);//no.3
            Console.WriteLine("异步方法退出，当前线程id：{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);////out.6
        }

        public static  async Task<int> AsyncTaskMethod(int i)
        {
            Console.WriteLine("【任务】开始，当前线程id：{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);//out.2
            Task<int> t = Task.Run(() =>
            {

                Console.WriteLine("【任务】正在执行，执行任务的线程id：{0}", i, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);//out.3
                Thread.Sleep(2000);
                return i;
            });//no.4

            int r= await t;//no.5
            Console.WriteLine("【任务】执行完成，当前线程id：{0}", i, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);//out.5
            return r;
        }

下面是执行结果：

 

----------------async和await的语法使用结合代码--------------------

 

在解释程序的执行原理之前，先介绍一下async和await关键的语法，async只能修饰方法和lambda表达式或者匿名方法，await通常应用于Task或Task<TResult>对象前，用于等待任务完成。

 

-----------------解释程序的执行过程-----------------------------------

 

1、主线程【9】进入Main方法，执行no.1异步方法。

2、主线程【9】进入异步方法AsyncMethod内部，执行out.1。

3、主线程【9】执行no.3异步任务方法，由于no.3表达式前面await关键字修饰，所以要等待任务完成之后才会执行out.6。

4、主线程【9】进入异步任务方法AsyncTaskMethod内部，执行out2。

5、开始执行Task任务，程序从线程池中获取一个任务线程【10】执行no.4的任务。

6、任务线程【10】开始任务，执行out.3；

7、在线程【10】执行任务的同时，主线程【9】同步运行，当执行到no.5时，遇到await关键字，会一直等待任务的完成，不会再执行下面的out.5，因此主线往上返回Main方法中，执行out.4，到此，主线程的代码执行完毕。

8、任务线程【10】执行任务完成，然后再执行no.5后面的代码out.5，最后返回任务执行的结果。

9、这时no.3一直等待的任务已经执行完毕，再从线程池中开启一个线程【6】调用no.3之后的代码。

10、到此整个程序就执行完毕了。

小结

其实在async和await关键字的异步实现依然是使用线程池中的线程。个人认为，内部是使用Task类实现的，只是在任务结束时的回调比单独使用Task要简单一些。单独使用Task类实现异步时，当任务完成要进行回调，需要对Task对象调用ContinueWith方法，绑定任务结束后的回调函数并传递相关参数。而使用async和await实现异步时，只需要使用Task去执行任务，然后用await去等待任务执行的结果就好了，并不会阻塞主线程的运行，整个编码过程和同步实现差不多，这个例子就是一个很好的说明。

 

--------------------------------最后再说明一下async和await使用要点和作用------------------------------------------

1、异步的方法（包括匿名方法，和lambda表达式）必须要使用async修饰

2、异步方法可以具有返回类型的 void， Task，或 Task< TResult> 。该方法不能声明任何 ref 或 出参数，尽管它可以调用具有此类参数的方法。其中返回值为TRsult时，返回类型就是 Task< TResult>。

3、await 运算符应用于一个异步方法的任务挂起方法的执行，直到等待任务完成。 任务表示正在进行的工作。

4、await 表达式不阻止调用它的线程。  当任务完成时，将会调用其延续任务，并且，异步方法的执行恢复它将会停止的位置。换句话说就是：await会让当前方法等待Task执行完毕再执行。