async 与 await 在 Web 下的应用

protected void DownloadAsync() 
{ 
    WebClient client = new WebClient(); 
    client.DownloadStringCompleted += client_DownloadStringCompleted; 
    client.DownloadStringAsync(new Uri("http://www.website.com")); 
} 
void client_DownloadStringCompleted(object sender, DownloadStringCompletedEventArgs e) 
{ 
    WebClient client = new WebClient(); 
    client.DownloadStringCompleted+=client_DownloadStringCompleted2; 
    client.DownloadStringAsync(new Uri(e.Result)); 
} 
void client_DownloadStringCompleted2(object sender, DownloadStringCompletedEventArgs e) 
{ 
    var result = e.Result;//最终结果 
    //do more 
}

下面再来看看用 async 和 await 来实现：

protected async void DownloadTaskAsync() { 
    WebClient client = new WebClient(); 
    var result1 = await client.DownloadStringTaskAsync("http://www.website.com"); 
    WebClient client2 = new WebClient(); 
    var result2 = await client.DownloadStringTaskAsync(result1); 
    //do more 
}

是不是简单多了？

在 WebForm 和 MVC 中使用 async 和 await

在 .net 4.5 中，最新的 WebForm 和 MVC 都已经支持这两个关键字了。

在 asp.net WebForm 中：

首先新建一个页面
打开 aspx 文件，然后再顶部的属性中加入：Async="true"
接下来在任何一个事件中，加入这两个关键字即可
另外在 Web.Config 中有两个奇怪的配置，有可能会导致出错，去掉有正常，这两个配置具体有什么用，我已经在 StackOverFlow 上问别人了

protected async void Page_Load(object sender, EventArgs e) 
{ 
    WebClient client = new WebClient(); 
    var result1 = await client.DownloadStringTaskAsync("http://www.website.com"); 
    WebClient client2 = new WebClient(); 
    var result2 = await client.DownloadStringTaskAsync(result1); 
    //do more 
}

在 asp.net MVC 中：

把原来继承于 Controller 改成继承于 AsyncController

在方法前加上 async，并把返回类型改成 Task<T>

public class HomeController : AsyncController 
{ 
    public async Task<ActionResult> Test() 
    { 
        var result = await Task.Run(() => 
        { 
            Thread.Sleep(5000); 
            return "hello"; 
        }); 
        return Content(result); 
    } 
}

在 IHttpHandlder 中：

微软官方的 .net 4.5 releace note 中已经提到了：

public class MyAsyncHandler : HttpTaskAsyncHandler 
{ 
    // ... 
  
    // ASP.NET automatically takes care of integrating the Task based override 
    // with the ASP.NET pipeline. 
    public override async Task ProcessRequestAsync(HttpContext context) 
    { 
        WebClient wc = new WebClient(); 
        var result = await 
            wc.DownloadStringTaskAsync("http://www.microsoft.com"); 
        // Do something with the result 
    } 
}

在 IHttpModule 中：

同样是微软官方的 .net 4.5 releace note 中，实现起来有点复杂，大家可以自己去看看。

在 Web 应用程序中使用 async 和 await 的注意事项

其实不仅仅是使用这两个关键字的注意事项，而是在 Web 中只要用到了异步页，就要注意一下问题！

Web 本来就是多线程的，为什么还要用异步编程？

多线程只是实现异步的一种手段，的确，Web 本来就是多线程的，所以在很多时候不用异步也没什么问题。一般也不会有问题，只是有更好的方案。

大家看完《正确使用异步操作》后就会知道，异步有多种实现方式，但是它们底层只有两种类型，一种是：“Compute-Bound Operation”，另一种是“IO-Bound Operation”。（具体的可以到文中查看）

在 Web 中，使用异步去处理“Compute-Bound Operation”是没有意义的，因为 Web 本来就是多线程的，这样做没有任何效率上的提升。（除非你在处理这个异步的时候，不需要等待这个异步执行结束就可以返回页面内容）

所以，在 Web 中，只有当你需要面对“IO-Bound Operation”的时候，去用异步页才是真的有用的。因为它是在等待磁盘或者网络响应，并不占据资源，甚至不占据工作线程。

如何区分呢？那篇文章中已经写了，另外，大部分和磁盘&网络打交道的异步操作都是“IO-Bound Operation”的。

但是，如果你真的想要提升效率，还需要你亲自去测试一下，因为要实现“IO-Bound Operation”有一定的条件。

WebClient、WebService 和 WCF 支持吗？

经过测试，上面这三种 Web 应用程序中使用最多的，是支持“IO-Bound Operation”的。其中，在 .net 4.5 中，WebClient 和 WCF 可以直接支持 async 和 await 关键字。（因为它们有相关的方法可以返回 Task 对象）

而 WebService（微软不建议使用，但实际上还在被大量的应用），却不支持，但是可以通过写一些代码后让它支持。

数据库操作支持吗？

经过一定的配置后，它是可以支持的，但是具体的还需要进行大量的测试，毕竟不是调用几个方法那么简单。

如何把传统的异步模式转换成 TPL 模式，以实现 async 和 await

上面提到了 WebService 并没有实现 TPL 模式，在 .net 4.5 中引用 WebService 后实现的是基于事件的异步。

（.net 2.0 以上程序在引用 WebService 的时候，需要点“添加服务引用”——“高级”——“添加Web引用”，如果直接在服务引用中添加，会出现一定的问题。并且，就算你添加了，它也没有帮你实现基于 TPL 的异步。）

如何把 APM 模式转换成 TPL 模式？

其实微软在这篇文章中已经写过如何把传统的异步模式转换成 TPL 模式了：TPL 和传统 .NET 异步编程

其中 APM 转 TPL 比较简单，我就不多介绍了。

如何把 EAP 模式转换成 TPL 模式？

EAP 就是基于事件的异步，上面那篇文章中其实也提到了，但是写的并不是很清楚。

下面我用一段简化的代码来实现 EAP 转 TPL：

namespace WebServiceAdapter.MyWebService 
{ 
    public partial class WebService 
    { 
        /// <summary> 
        /// 无 CancellationToken 的调用 
        /// </summary> 
        /// <returns></returns> 
        public Task<string> HelloWorldTaskSync() 
        { 
            return HelloWorldTaskSync(new CancellationToken()); 
        } 
  
        /// <summary> 
        /// 有 CancellationToken 的调用 
        /// </summary> 
        /// <param name="token"></param> 
        /// <returns></returns> 
        public Task<string> HelloWorldTaskSync(CancellationToken token) 
        { 
            TaskCompletionSource<string> tcs = new TaskCompletionSource<string>(); 
  
            token.Register(() => 
            { 
                //注册 CancellationToken 
                this.CancelAsync(null); 
            }); 
  
            //注册完成事件 
            this.HelloWorldCompleted += (object sender, HelloWorldCompletedEventArgs args) => 
            { 
                if (args.Cancelled == true) 
                { 
                    tcs.TrySetCanceled(); 
                    return; 
                } 
                else if (args.Error != null) 
                { 
                    tcs.TrySetException(args.Error); 
                    return; 
                } 
                else
                { 
                    tcs.TrySetResult(args.Result); 
                } 
            }; 
  
            //异步调用 
            this.HelloWorldAsync(); 
  
            //返回 Task 
            return tcs.Task; 
        } 
    } 
}

转换好后再去配合使用 async 和 await 关键字就方便多了：

protected async void Page_Load(object sender, EventArgs e) 
{ 
    using (WebService service = new WebService()) 
    { 
        await service.HelloWorldTaskSync(); 
    } 
}

性能测试

前期准备：

理论和实际代码都讲完了，是不是该拿出点东西来验证一下了？

在做性能测试的时候我绕了很多弯路，碰到了很多问题，一度让我怀疑它是不是真的可以提升性能。

但最终还是解决了！感谢老赵的一篇文章：体会ASP.NET异步处理请求的效果

异步页最大的用处就是在处理“IO-Bound Operation”的时候可以不占据工作线程。

测试的理论：

限制网站应用程序的工作线程，然后同时请求一个页面，请求数大于工作线程数。
请求的页面会访问一个 WebService ，这个 WebService 会延迟5秒，对于网站来说，这个5秒就是“IO-Bound Operation”。
如果限制了工作线程数后，异步页所有请求都可以在5秒完成，那说明的确没有占据工作线程。反之则说明理论错误！

我一开始限制的工作线程是10，然后同时请求50，但是无论是异步页还是同步页，总耗时都差不多…

后来仔细看老赵的文章才发现，原来在 Vista & Win7 中最大请求数被限制在10了，所以多于10的请求根本没到达网站应用程序。

最后我把工作线程限制在2，然后同时请求10，终于得到了正确的理论数据！

工具准备：

我这里用的工具是 apache 下那只的 ab.exe，简单好用！

另外我也写了相关的代码来支持测试。

开始测试：

运行 WebService，提供一个会延时5秒的服务。

然后运行网站，有三个页面：

NoAsyncPage.aspx ：传统的页面
AsyncPage_IO.aspx：异步页面，和传统页面一样，都是调用 WebService ，但是是用异步调用
AsyncPage_CPU.aspx：为了验证在异步中执行“Compute-Bound Operation”是没有意义的

在CMD中，依次用 ab.exe 调用这三个页面：

ab -c 10 -n 10 http://localhost:6360/noasyncpage.aspx 
ab -c 10 -n 10 http://localhost:6360/asyncpage_io.aspx 
ab -c 10 -n 10 http://localhost:6360/asyncpage_cpu.aspx

最终运行结果如下：

NoAsyncPage.aspx ：26.39秒
AsyncPage_IO.aspx：5.29秒
AsyncPage_CPU.aspx：26.54秒

数据分析：

仔细分析下数据，会发现都符合理论：

NoAsyncPage.aspx ：没有采用异步，2个工作线程，10个请求，总事件在10*5/2=25左右。
AsyncPage_IO.aspx：采用异步页，不占据工作线程，10个请求同时执行。
AsyncPage_CPU.aspx：虽然采用了异步页，但是异步的时候依然占据了一个工作线程，而且还多了一些新建线程，切换线程的损耗。

最终结果非常让人满意，特别是AsyncPage_IO.aspx，如果我们把访问量大，并且需要等在磁盘或者是网络的页面都改写成这样，那可以大大减少IIS管线的消耗！

源代码和工具下载

AsyncSample

posted @ 2012-03-06 20:09 therockthe 阅读(3032) 评论(0) 编辑收藏举报

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