浅谈async/await

小明用async/await写了几年的异步方法,但总没有完全理解里面的机制,他决定去请教邻居小花。

小花听了小明的描述后说:首先你要明白异步的根本是什么?大白话解释异步就是:拉一个人(线程)帮着做一些耗时的事(下载、读写数据库等),我先做别的事了(退出线程),等做好了和我说下,我再继续做后面的事(恢复上下文)。

小花看到小时还没有明白,就说:我举个简单例子帮你理解吧,假如有两个方法A和B,A调用B方法,B方法是一个异步方法,这时A不等待B执行完,如图:

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现在两个方法被分隔几个小块,await关键字其实就用来隔开同步和异步,上面的方法执行流程如下:

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A调用B方法后,B方法在未执行到await之前还是同步方法,比如输出Sub1还是在当前线程中执行,当方法遇到await后,就会把await后的方法放到新的线程中执行,当前线程则退出函数,由于调用的地方并没有await,则主线程会继续执行并输出Part2,然后结束。等新线程中Thread.Sleep(5000)执行完后,会执行到Console.Write("Sub2");这一行代码会回到原来的线程执行,其实遇到await时会捕获当前线程的执行上下文,然后给到新线程,新线程在执行完耗时操作后,会判断之前捕获到的执行上下方是否为null,如果不为null,则会在上下文中恢复并执行后面的方法,其实就是通过Tak的ContineWith方法注册回调,如图:

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小明好像听懂了一些说:现在A方法调用DoSomethingAsync()并没有等待,如果A方法需要这个方法执行完才能继续执行,是不是要在DoSomethingAsync()前面加上await?小花回答是,并说:方法只要遇到await,就会把后面的方法给新线程执行,然后线程退出去执行别的方法,等新线程执行完后再通知当前线程恢复上下文继续执行,如图:

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小明又问:你说异步方法执行完后,后面的方法会在原来的线程中恢复并执行,如果我还想在新线程中继续执行剩下的代码,要怎么办呢?小花说问的好,await调用新线程执行耗时操作时默认会捕获当前上下文,如果不想捕获,则可以调用ConfigAwait(false)方法,如图:

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执行流程如下:

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小花补充到,上线提到的线程1、线程2、线程3等不一定准确,因为异步的回调是使用线程池中的线程,所以回调有可能还在原来线程中执行,这个主要看操作系统的调度。

小明满意的点点头又问:我经常听同事说用异步方法会死锁,这又是为什么呢?小花听了说,他们肯定是在调用异步方法的时候使用.Result(),如图:

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小花指着图解释说:上面的代码task.Result()会阻塞线程等待task返回结果,DoSomethingAsync方法在执行完Thread.Sleep(5000)后,发现捕获到的上下文不为空,则会尝试将Console.Write("Sub2")这行代码交由调用线程去执行,而这时调用线程还在等待,就这样互相卡着对方,就造成了死锁,如图:

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小明点了点头又问:那要怎么避免呢?小花说出现这种情况也和框架有关,像WinForm为了让所有UI操作都在主线程中执行,就添加了一个SynchronizationContext类实例用以表示当前上下文,而像控制台等项目这个SynchronizationContext实例默认为null,所以即使使用.Result也不会死锁。但最好使用异步的时候不要用.Result,可以使用ConfigAwait(false)指明不捕获上下文,或所有的方法全部异步到底。

 

小明听完满意地回到自己的隔间。

 

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posted @ 2020-06-21 16:32  刘珍宝0505  阅读(248)  评论(2编辑  收藏