C#委托的异步调用

本文将主要通过“同步调用”、“异步调用”、“异步回调”三个示例来讲解在用委托执行同一个“加法类”的时候的的区别和利弊。

首先，通过代码定义一个委托和下面三个示例将要调用的方法：

/*添加的命名空间
using System.Threading;
using System.Runtime.Remoting.Messaging;
*/
    public delegate int AddHandler(int a,int b);
    public class 加法类
    {
        public static int Add(int a, int b)
        {
            Console.WriteLine("开始计算：" + a + "+" + b);
            Thread.Sleep(3000); //模拟该方法运行三秒
            Console.WriteLine("计算完成！");
            return a + b;
        }
    }

同步调用

委托的Invoke方法用来进行同步调用。同步调用也可以叫阻塞调用，它将阻塞当前线程，然后执行调用，调用完毕后再继续向下进行。

public class 同步调用
{
        static void Main()
        {
            Console.WriteLine("===== 同步调用 SyncInvokeTest =====");
            AddHandler handler = new AddHandler(加法类.Add);
            int result = handler.Invoke(1, 2);

            Console.WriteLine("继续做别的事情。。。");

            Console.WriteLine(result);
            Console.ReadKey();
        }
        /*运行结果：
         ===== 同步调用 SyncInvokeTest =====
         开始计算：1+2
         计算完成！
         继续做别的事情。。。
         3       */
}

同步调用会阻塞线程，如果是要调用一项繁重的工作（如大量IO操作），可能会让程序停顿很长时间，造成糟糕的用户体验，这时候异步调用就很有必要了。

异步调用

异步调用不阻塞线程，而是把调用塞到线程池中，程序主线程或UI线程可以继续执行。
委托的异步调用通过BeginInvoke和EndInvoke来实现。

public class 异步调用
{
        static void Main()
        {
            Console.WriteLine("===== 异步调用 AsyncInvokeTest =====");
            AddHandler handler = new AddHandler(加法类.Add);

            //IAsyncResult: 异步操作接口(interface)
            //BeginInvoke: 委托(delegate)的一个异步方法的开始
            IAsyncResult result = handler.BeginInvoke(1, 2, null, null);

            Console.WriteLine("继续做别的事情。。。");

            //异步操作返回
            Console.WriteLine(handler.EndInvoke(result));
            Console.ReadKey();
        }
        /*运行结果：
         ===== 异步调用 AsyncInvokeTest =====
         继续做别的事情。。。
         开始计算：1+2
         计算完成！
         3       */
}

可以看到，主线程并没有等待，而是直接向下运行了。
但是问题依然存在，当主线程运行到EndInvoke时，如果这时调用没有结束（这种情况很可能出现），这时为了等待调用结果，线程依旧会被阻塞。

异步委托，也可以参考如下写法：

Action<object> action=(obj)=>method(obj);
action.BeginInvoke(obj,ar=>action.EndInvoke(ar),null);

简简单单两句话就可以完成一部操作。

异步回调

用回调函数，当调用结束时会自动调用回调函数，解决了为等待调用结果，而让线程依旧被阻塞的局面。

public class 异步回调
{
        static void Main()
        {
            Console.WriteLine("===== 异步回调 AsyncInvokeTest =====");
            AddHandler handler = new AddHandler(加法类.Add);

            //异步操作接口(注意BeginInvoke方法的不同！)
            IAsyncResult result = handler.BeginInvoke(1,2,new AsyncCallback(回调函数),"AsycState:OK");
            
            Console.WriteLine("继续做别的事情。。。");
            Console.ReadKey();
        }

        static void 回调函数(IAsyncResult result)
        {      //result 是“加法类.Add()方法”的返回值

            //AsyncResult 是IAsyncResult接口的一个实现类，空间：System.Runtime.Remoting.Messaging
            //AsyncDelegate 属性可以强制转换为用户定义的委托的实际类。
            AddHandler handler = (AddHandler)((AsyncResult)result).AsyncDelegate;
            Console.WriteLine(handler.EndInvoke(result));
            Console.WriteLine(result.AsyncState);
        }
        /*运行结果：
        ===== 异步回调 AsyncInvokeTest =====
        开始计算：1+2
        继续做别的事情。。。
        计算完成！
        3
        AsycState:OK
                 */
}

我定义的委托的类型为AddHandler，则为了访问 AddHandler.EndInvoke，必须将异步委托强制转换为 AddHandler。可以在异步回调函数（类型为 AsyncCallback）中调用 MAddHandler.EndInvoke，以获取最初提交的 AddHandler.BeginInvoke 的结果。

问题：

（1）int result = handler.Invoke(1,2);
为什么Invoke的参数和返回值和AddHandler委托是一样的呢？
答：
Invoke方法的参数很简单，一个委托，一个参数表(可选)，而Invoke方法的主要功能就是帮助你在UI线程上调用委托所指定的方法。Invoke方法首先检查发出调用的线程(即当前线程)是不是UI线程，如果是，直接执行委托指向的方法，如果不是，它将切换到UI线程，然后执行委托指向的方法。不管当前线程是不是UI线程，Invoke都阻塞直到委托指向的方法执行完毕，然后切换回发出调用的线程(如果需要的话)，返回。
所以Invoke方法的参数和返回值和调用他的委托应该是一致的。

（2）IAsyncResult result = handler.BeginInvoke(1,2,null,null);

BeginInvoke : 开始一个异步的请求,调用线程池中一个线程来执行，
返回IAsyncResult 对象(异步的核心). IAsyncResult 简单的说,他存储异步操作的状态信息的一个接口,也可以用他来结束当前异步。
注意: BeginInvoke和EndInvoke必须成对调用.即使不需要返回值，但EndInvoke还是必须调用，否则可能会造成内存泄漏。

（3）IAsyncResult.AsyncState 属性：
获取用户定义的对象，它限定或包含关于异步操作的信息。 例如：

static void AddComplete(IAsyncResult result) 
{   
      AddHandler handler = (AddHandler)result.AsyncState;    
      Console.WriteLine(handler.EndInvoke(result)); 
      。。。。。
}

完整代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

using System.Threading;
using System.Runtime.Remoting.Messaging;

namespace ConsoleTest
{
    public delegate int AddHandler(int a,int b);
    public class 加法类
    {
        public static int Add(int a, int b)
        {
            Console.WriteLine("开始计算：" + a + "+" + b);
            Thread.Sleep(3000); //模拟该方法运行三秒
            Console.WriteLine("计算完成！");
            return a + b;
        }
    }

    public class 同步调用
    {
        static void Main()
        {
            Console.WriteLine("===== 同步调用 SyncInvokeTest =====");
            AddHandler handler = new AddHandler(加法类.Add);
            int result = handler.Invoke(1, 2);

            Console.WriteLine("继续做别的事情。。。");

            Console.WriteLine(result);
            Console.ReadKey();
        }
        /*运行结果：
         ===== 同步调用 SyncInvokeTest =====
         开始计算：1+2
         计算完成！
         继续做别的事情。。。
         3       */
    }

    public class 异步调用
    {
        static void Main()
        {
            Console.WriteLine("===== 异步调用 AsyncInvokeTest =====");
            AddHandler handler = new AddHandler(加法类.Add);

            //IAsyncResult: 异步操作接口(interface)
            //BeginInvoke: 委托(delegate)的一个异步方法的开始
            IAsyncResult result = handler.BeginInvoke(1, 2, null, null);

            Console.WriteLine("继续做别的事情。。。");

            //异步操作返回
            Console.WriteLine(handler.EndInvoke(result));
            Console.ReadKey();
        }
        /*运行结果：
         ===== 异步调用 AsyncInvokeTest =====
         继续做别的事情。。。
         开始计算：1+2
         计算完成！
         3       */
    }

    public class 异步回调
    {
        static void Main()
        {
            Console.WriteLine("===== 异步回调 AsyncInvokeTest =====");
            AddHandler handler = new AddHandler(加法类.Add);

            //异步操作接口(注意BeginInvoke方法的不同！)
            IAsyncResult result = handler.BeginInvoke(1,2,new AsyncCallback(回调函数),"AsycState:OK");
            
            Console.WriteLine("继续做别的事情。。。");
            Console.ReadKey();
        }

        static void 回调函数(IAsyncResult result)
        {      //result 是“加法类.Add()方法”的返回值

            //AsyncResult 是IAsyncResult接口的一个实现类，引用空间：System.Runtime.Remoting.Messaging
            //AsyncDelegate 属性可以强制转换为用户定义的委托的实际类。
            AddHandler handler = (AddHandler)((AsyncResult)result).AsyncDelegate;
            Console.WriteLine(handler.EndInvoke(result));
            Console.WriteLine(result.AsyncState);
        }
        /*运行结果：
        ===== 异步回调 AsyncInvokeTest =====
        开始计算：1+2
        继续做别的事情。。。
        计算完成！
        3
        AsycState:OK
                 */
    }
}