本文實例形式展示了C#中異步調用的實現方法，並對其原理進行了較為深入的分析，現以教程的方式分享給大家供大家參考之用。具體如下：

首先我們來看一個簡單的例子：

小明在燒水，等水燒開以後，將開水灌入熱水瓶，然後開始整理家務

小文在燒水，在燒水的過程中整理家務，等水燒開以後，放下手中的家務活，將開水灌入熱水瓶，然後繼續整理家務

這也是日常生活中很常見的情形，小文的辦事效率明顯要高於小明。從C#程序執行的角度考慮，小明使用的同步處理方式，而小文則使用的異步處理方式。

同步處理方式下，事務是按順序一件一件處理的；而異步方式則是，將子操作從主操作中分離出來，主操作繼續進行，子操作在完成處理的時候通知主操作。

在C#中，異步通過委托來完成。請看下面的例子：

class Program
{
  static TimeSpan Boil()
  {
    Console.WriteLine("水壺：開始燒水...");
    Thread.Sleep(6000);
    Console.WriteLine("水壺：水已經燒開了！");
    return TimeSpan.MinValue;
  }
  delegate TimeSpan BoilingDelegate();
  static void Main(string[] args)
  {
    Console.WriteLine("小文：將水壺放在爐子上");
    BoilingDelegate d = new BoilingDelegate(Boil);
    IAsyncResult result = d.BeginInvoke(BoilingFinishedCallback, null);
    Console.WriteLine("小文：開始整理家務...");
    for (int i = 0; i < 20; i++)
    {
      Console.WriteLine("小文：整理第{0}項家務...", i + 1);
      Thread.Sleep(1000);
    }
  }
  static void BoilingFinishedCallback(IAsyncResult result)
  {
    AsyncResult asyncResult = (AsyncResult)result;
    BoilingDelegate del = (BoilingDelegate)asyncResult.AsyncDelegate;
    del.EndInvoke(result);
    Console.WriteLine("小文：將熱水灌到熱水瓶");
    Console.WriteLine("小文：繼續整理家務");
  }
}

上面的例子是一個最簡單的異步調用的例子，沒有對異步調用函數做任何參數傳遞以及返回值校驗。這個例子反映了小文燒水的流程，首先小文將水壺放在爐子上，在定義好委托以後，就使用BeginInvoke方法開始異步調用，即讓水壺開始燒水，於是小文便開始整理家務。水燒開後，C#的異步模型會觸發由BeginInvoke方法所指定的回調函數，也就是水燒開後的處理邏輯由這個回調函數定義，此時小文將水灌入熱水瓶並繼續整理家務。

由此可見，在C#中實現異步調用其實並不復雜，首先創建一個異步處理函數，並針對其定義一個委托；然後在調用函數的時候，使用委托的BeginInvoke方法，指定在函數處理完成時的回調函數（如果不需要對完成事件做處理，可以給null值），並指定所需的參數（如果沒有參數，也可以給null值）；最後在回調函數中處理完成事件。

請註意上例回調函數中的EndInvoke調用，EndInvoke會使得調用線程阻塞，直到異步函數處理完成。顯然，緊接在BeginInvoke後面的EndInvoke使用方式與同步調用等價。

EndInvoke調用的返回值也就是異步處理函數的返回值。我們把程序稍作修改，將Boil方法改成下面的形式：

static TimeSpan Boil()
{
  DateTime begin = DateTime.Now;
  Console.WriteLine("水壺：開始燒水...");
  Thread.Sleep(6000);
  Console.WriteLine("水壺：水已經燒開了！");
  return DateTime.Now - begin;
}

然後將BoilingFinishedCallback改成下面的形式：

static void BoilingFinishedCallback(IAsyncResult result)
{
  AsyncResult asyncResult = (AsyncResult)result;
  BoilingDelegate del = (BoilingDelegate)asyncResult.AsyncDelegate;
  Console.WriteLine("（燒水一共用去{0}時間）", del.EndInvoke(result));
  Console.WriteLine("小文：將熱水灌到熱水瓶");
  Console.WriteLine("小文：繼續整理家務");
}

那麽我們就可以在EndInvoke的時候，獲得由Boil異步處理函數返回的時間值。事實上，如果定義的BoilingDelegate委托存在參數列表，那麽我們也可以在BeginInvoke的時候，將所需的參數傳給異步處理函數。BeginInvoke/EndInvoke函數的簽名與定義它們的委托簽名有關。

註意：在修改後的BoilingFinishedCallback方法中，為了得到委托實例以便獲取異步處理函數的返回值，我們采用了下面的轉換：

AsyncResult asyncResult = (AsyncResult)result;
BoilingDelegate del = (BoilingDelegate)asyncResult.AsyncDelegate;

這樣才能獲得調用異步處理函數的委托的實體。

.NET處理異步函數調用，事實上是通過線程來完成的。這個過程有以下幾個特點：

1.異步函數由線程完成，這個線程是.NET線程池中的線程

2.通常情況下，.NET線程池擁有500個線程（當然這個數量可以設置），每當調用BeginInvoke開始異步處理時，異步處理函數就由線程池中的某個線程負責執行，而用戶無法控制具體是由哪個線程負責執行

3.由於線程池中線程數量有限，因此當池中線程被完全占用時，新的調用請求將使函數不得不等待空余線程的出現。此時，程序的效率會有所影響。

為了驗證這些特點，請看下面的程序：

class Program
{
  delegate void MethodInvoker();
  static void Foo()
  {
    int intAvailableThreads, intAvailableIoAsynThreds;
    ThreadPool.GetAvailableThreads(out intAvailableThreads, out intAvailableIoAsynThreds);
    string strMessage = String.Format(@"Is Thread Pool: {0},
    Thread Id: {1} Free Threads {2}",
        Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread.ToString(),
        Thread.CurrentThread.GetHashCode(),
        intAvailableThreads);
    Console.WriteLine(strMessage);
    Thread.Sleep(10000);
    return;
  }
  static void CallFoo()
  {
    MethodInvoker simpleDelegate = new MethodInvoker(Foo);
    for (int i = 0; i < 15; i++)
    {
      simpleDelegate.BeginInvoke(null, null);
    }
  }
  static void Main(string[] args)
  {
    ThreadPool.SetMaxThreads(10, 10);
    CallFoo();
    Console.ReadLine();
  }
}

這個程序在起始的時候將線程池中最大線程個數設置為10個，然後做15次異步調用，每個異步調用中都停留10秒鐘當作處理本身所要消耗的時間。從程序的執行我們可以看到，當前10個異步調用完全開始以後，新的異步調用就會等待（註意：不是主線程在等待），直到線程池中有線程空閑出來。

希望本文所述對大家的C#程序設計有所幫助。

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