C#多线程编程（2）-- async，await基本用法

上一章我简单介绍了异步编程的基本方法，推荐使用的方式是Task。Task是对线程池的封装，并且可以对Task使用async和await关键字。这两个关键字的使用非常简单，那么这两个关键字究竟起什么作用？工作原理是怎样的？本文就来简单解释。

本系列是我读《CLR via C#》的总结，但是书中关于async和await关键字的讲解不是很多。其中28.3小节通过简单例子以及IL反编译的方式，讲解了编译器如何将异步函数编译成状态机，虽然反编译出的代码中作者添加了大量的注释，无奈本人能力有限，很多底层代码不能很好的理解，因此我通过小例子的方式反复的尝试，加上书中的讲解，我想我已经基本掌握了async和await的使用方式和基本原理。若您有兴趣了解底层代码，可以找来《CLR via C#》的28.2和28.3章节来读一读。

上一章节已经讲了，当你想要利用另一个线程来执行一段程序，推荐的方式是Task,我们看个例子：

 public async void RunAsync(){
            var t = await Task.Run(() =>
            {
                //模拟其他操作
                Thread.Sleep(2000);
                return "task finished";
            });
            Console.WriteLine(t);
        }

运行代码，可以看到程序在大约2秒后，控制台会打印出"task finished"，且在这过程中，主线程没有被Sleep（阻塞），RunAsync后面的方法可以继续执行，如

static void Main(string[] args) {
            RunAsync();
            Console.WriteLine("123");
            Console.Read();
}

控制台会先显示123，过大约2秒后，显示task finished。程序在执行RunAsync()后，跳过了该方法，直接执行了Console.WriteLine("123")。可以看到RunAsync方法的签名中添加了async关键字，在Task.Run()前面添加了await关键字，这两个关键字的作用是表示RunAsync方法在执行到await关键字后，会将该方法的其余部分封装成一个委托，该委托会在Task.Run()返回的task执行完成后，执行该委托（具体编译器如何将该方法转换成状态机，并在任务结束后，再继续执行该委托，可以看《CLR via C#》的28.3章节）。

 public async void RunAsync(){
            //其他操作
            //当遇到await,会将后面的程序封装成一个委托
            var t = await Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(2000);
                return "task finished";
            });
            //这里往后的代码被封装成委托，当t.IsComplete后，才会被执行
            //其他操作
            Console.WriteLine(t);
        }

关键字async表明该方法是一个异步方法，await关键字只允许在标有async的方法中使用。当异步方法具有返回值时，调用该异步方法的函数也要添加async关键字，并在调用方法处添加await，不然会造成异步失效。

 static void Main(string[] args){
            Console.WriteLine(RunAsync().Result);
            Console.WriteLine("Async Run");
            Console.Read();
        }
        public static async Task<string> RunAsync(){
            return await Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(2000);
                return "task finished";
            });
        }

运行，程序在等待大约2秒后，显示task finished,然后再显示Async Run，这是因为虽然RunAsync方法异步返回，但是主线程一直在等待RunAsync的结果，除此之外什么也不干，这样当然是不好。

static void Main(string[] args){
   TestAsync();
   Console.WriteLine("Async Run");
   Console.Read();
}
public static async Task<string> RunAsync(){
    return await Task.Run(() =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "task finished";
    });
}
public static async void TestAsync(){
    Console.WriteLine(await RunAsync());
}

Main函数无法添加async关键字，因此我用TestAsync方法包装了一下，可以看到添加了await 和async关键字后，程序会先出现Async Run，然后是task finished。即在异步函数的调用中，若函数包含返回值，则应通过添加await的方式调用异步函数，这样可以做到接着异步，而不是半途而废的异步。

在循环中也可以添加await关键字

static void Main(string[] args)
{
    TestAsync();
    Console.WriteLine("Async Run");
    Console.Read();
}
public static async Task<string> RunAsync()
{
    return await Task.Run(() =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "task finished";
    });
}
public static async void TestAsync()
{
    for (int i = 0; i < 4; i++)
    {
        Console.WriteLine(await RunAsync() + i);
    }
}

上述例子会以你希望的那样，先显示Async Run,然后依次打印task finished0 - task finished4，且每次打印间歇大约2秒。

以上就是Task与 async 和 await 关键字的使用以及基本原理。使用await关键字，该关键字之后的逻辑都会被封装到一个委托，等到任务执行结束后，再调用当前线程继续执行该委托。那么能够调用当前线程，也应该有方法当任务执行结束后，继续调用线程池来执行方法。该部分C#多线程编程（3）会有讲解。欢迎有问题的小伙伴和我在评论区交流。