浅谈C#中的异步编程

实现异步编程有4种方法可供选择，这4种访求实际上也对应着4种异步调用的模式，分为“等待”和“回调”两大类。
　　Title一、使用EndInvoke；
　　二、使用WaitHanle；
　　三、轮询；
　　四、回调。
　　一、使用EndInvoke
　　当使用BeginInvoke异步调用方法时，如果方法未执行完，EndInvoke方法就会一直阻塞，直到被调用的方法执行完毕，如下面的代码：
　　Ellic's Code
　

1 using System;
　　2 using System.Threading;
　　3 namespace MetadataSample
　　4 {
　　5     class Program
　　6     {
　　7         //声明一个委托类型
　　8         public delegate void PrintDelegate(string content);
　　9         public static void Main(string[] args)
　　10         {
　　11             int threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
　　12             PrintDelegate printDelegate = Program.Print;
　　13             Console.WriteLine("[主线程id:{0}]\t开始调用打印方法...",threadId);
　　14             IAsyncResult result = printDelegate.BeginInvoke("Hello world",null,null);
　　15             printDelegate.EndInvoke(result);
　　16
　　17             Console.Write("Press any key to continue . . . ");
　　18             Console.ReadKey(true);
　　19         }
　　20         public static void Print(string content)
　　21         {
　　22             int threadId=Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
　　23             Console.WriteLine("[当前线程id:{0}]\t{1}",threadId,content);
　　24             System.Threading.Thread.Sleep(2000);
　　25             Console.WriteLine("[当前线程id:{0}]\t打印方法调用完毕.",threadId);
　　26         }
　　27     }
　　28 }

 

　

　　知识点回顾：
　　1、委托类型
　　委托类似于C/C++中的函数指针，它能够引用函数，只不过在C#中，委托是一个对象，并且是类型安全的，避免了函数指针的不安全性。一个委托类型的变量可以引用一个或多个方法，这些方法由委托存放于一个调用列表中，当调用一个委托类型的变量即相当于依次调用它的“调用列表”中的方法。委托是一种引用类型。
　　可以被引用的方法必须要满足如下规则：
　　Θ方法的签名和委托一致，比如方法参数的个数和类型；
　　Θ方法的返回值和委托一致。
　　委托的声明与实例化：
　　Ellic's Code
　

1 using System;
　　2 namespace DelegateSample
　　3 {
　　4     public delegate void DoProcess(string msg);
　　5     class DelegateSample
　　6     {
　　7         void Process(string msg)
　　8         {
　　9             Console.WriteLine("Process:{0}",msg );
　　10         }
　　11         public static void Main(string[] args)
　　12         {
　　13             DelegateSample sample = new DelegateSample();
　　14             DoProcess process = new DoProcess(sample.Process);
　　15             //DoProcess process = sample.Process;
　　16             process("测试数据");
　　17             Console.Write("Press any key to continue . . . ");
　　18             Console.ReadKey(true);
　　19         }
　　20     }
　　21 }
　　2、IAsyncResult接口
　　IasyncResult接口定义了异步操作状态应该提供的属性，它的源代码如下：
　　1 public interface IAsyncResult
　　2 {
　　3     object AsycState{get;}
　　4     WaitHandle AsyncWaitHandle{get;}
　　5     bool CompletedSynchronously{get;}
　　6     bool IsCompleted{get;}
　　7 }

 

　

　　这些属性都是只读属性，它们的含义如下：
　　

属性	返回类型	说明
AsycState	object	此属性返回一个对象，该对象是启动异步操作的方法的最后一个参数
AsyncWaitHandle	WaitHandle	获取用于等待异步操作完成的WaitHandle
CompletedSynchronously	bool	获取一个值，该值指示异步操作是否同步完成
IsCompleted	bool	获取一个值，该值指示异步操作是否已完成

　　关于IAndsyncResult接口需要补充的是，BeginInvoke方法的返回类型以及EndInvoke方法的唯一参数均为IasyncResult接口类型。
　　二、使用WaitHandle
　　除了上面提到的方法，我们还可以使用WainHandle类型的WaitOne方法。WaitOne方法有5个重载：
　　n bool WaitOne()
　　n bool WaitOne(int millisecondsTimeout)
　　n bool WaitOne(TimeSpan timeout)
　　n bool WaitOne(int millisecondsTimeout, bool exitContext)
　　n bool WaitOne(TimeSpan timeout,bool exitContext)
　　其中，第一个不带参数的重载相当于WaitOne(-1,false)，第一个参数表示等待的毫秒数，-1表示无限期等待，第二个参数表示在等待前是否退出上下文的同步域，并在稍后进行重新获取，是则为TRUE，否则为FALSE。
　　这些重载的核心实现为第四个重载，其他的重载就是对参数类型或个数的改变。运行代码如下：
　　Ellic's Code
　　

1 using System;
　　2 using System.Threading;
　　3
　　4 namespace MetadataSample
　　5 {
　　6     class Program
　　7     {
　　8         //声明一个委托类型
　　9         public delegate void PrintDelegate(string content);
　　10         public static void Main(string[] args)
　　11         {
　　12             int threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
　　13             PrintDelegate printDelegate = Program.Print;
　　14             Console.WriteLine("[主线程id:{0}]\t开始调用打印方法...",threadId);
　　15             IAsyncResult result = printDelegate.BeginInvoke("Hello world",null,null);
　　16             //printDelegate.EndInvoke(result);
　　17             result.AsyncWaitHandle.WaitOne(5000,false);
　　18
　　19             Console.Write("Press any key to continue . . . ");
　　20             Console.ReadKey(true);
　　21         }
　　22         public static void Print(string content)
　　23         {
　　24             int threadId=Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
　　25             Console.WriteLine("[当前线程id:{0}]\t{1}",threadId,content);
　　26             System.Threading.Thread.Sleep(2000);
　　27             Console.WriteLine("[当前线程id:{0}]\t打印方法调用完毕.",threadId);
　　28         }
　　29     }
　　30 }
　　可以看到，与EndInvoke类似，只是用WaitOne函数代码了EndInvoke而已。
　　三、轮询
　　之前提到的两种方法，只能等下异步方法执行完毕，在完毕之前没有任何提示信息，整个程序就像没有响应一样，用户体验不好，可以通过检查IasyncResult类型的IsCompleted属性来检查异步调用是否完成，如果没有完成，则可以适时地显示一些提示信息，如下面的代码：
　　Ellic's Code
　　1 using System;
　　2 using System.Threading;
　　3 namespace MetadataSample
　　4 {
　　5     class Program
　　6     {
　　7         //声明一个委托类型
　　8         public delegate void PrintDelegate(string content);
　　9         public static void Main(string[] args)
　　10         {
　　11             int threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
　　12             PrintDelegate printDelegate = Program.Print;
　　13             Console.WriteLine("[主线程id:{0}]\t开始调用打印方法...",threadId);
　　14             IAsyncResult result = printDelegate.BeginInvoke("Hello world",null,null);
　　15             while (!result.IsCompleted)
　　16             {
　　17                 Console.WriteLine(" . ");
　　18                 Thread.Sleep(500);
　　19             }
　　20             Console.Write("Press any key to continue . . . ");
　　21             Console.ReadKey(true);
　　22         }
　　23         public static void Print(string content)
　　24         {
　　25             int threadId=Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
　　26             Console.WriteLine("[当前线程id:{0}]\t{1}",threadId,content);
　　27             System.Threading.Thread.Sleep(2000);
　　28             Console.WriteLine("[当前线程id:{0}]\t打印方法调用完毕.",threadId);
　　29         }
　　30     }
　　31 }

 

　　结果如下：

　　四、回调
　　之前三种方法者在等待异步方法执行完毕后才能拿到执行的结果，期间主线程均处于等待状态。回调和它们最大的区别是，在调用BeginInvoke时只要提供了回调方法，那么主线程就不必要再等待异步线程工作完毕，异步线程在工作结束后会主动调用我们提供的回调方法，并在回调方法中做相应的处理，例如显示异步调用的结果。
　　先看到之前那段调用BeginInvoke的代码：
　　IAsyncResult result = printDelegate.BeginInvoke("Hello world",null,null);
　　其中，第1个参数是委托签名中的参数，后面2个参数实际是我们在回调方法中要用到的，它们分别是：
　　AsyncCallback callback
　　object @object
　　前者就是回调方法，它要求回调方法的签名必须符合以下条件：
　　返回类型为void;
　　参数列表只有1个参数，且为IAsyncResult 类型。
　　如：void callbackMethod(IasyncResult asyncResult)
　　回调方法代码如下：
　　Ellic's Code
　　

1 using System;
　　2 using System.Threading;
　　3 namespace MetadataSample
　　4 {
　　5     class Program
　　6     {
　　7         //声明一个委托类型
　　8         public delegate void PrintDelegate(string content);
　　9         public static void Main(string[] args)
　　10         {
　　11             int threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
　　12             PrintDelegate printDelegate = Program.Print;
　　13             Console.WriteLine("[主线程id:{0}]\t开始调用打印方法...",threadId);
　　14             IAsyncResult result = printDelegate.BeginInvoke("Hello world",PrintComplete,printDelegate);
　　15             Thread.Sleep(10000);
　　16
　　17             Console.Write("Press any key to continue . . . ");
　　18             Console.ReadKey(true);
　　19         }
　　20         public static void Print(string content)
　　21         {
　　22             int threadId=Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
　　23             Console.WriteLine("[当前线程id:{0}]\t{1}",threadId,content);
　　24             System.Threading.Thread.Sleep(1000);
　　25
　　26         }
　　27
　　28         private static void PrintComplete(IAsyncResult asyncResult)
　　29         {
　　30             if(null == asyncResult)
　　31             {
　　32                 throw new ArgumentNullException();
　　33             }
　　34             int threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
　　35             (asyncResult.AsyncState as PrintDelegate).EndInvoke(asyncResult);
　　36             Console.WriteLine("[当前线程id:{0}]\t打印方法调用完毕.",threadId);
　　37         }
　　38     }
　　39 }

 

　　上面的四种方法就是自己在复习C#时学到的新知识，记录下来。