.NET4.5之初識async與await
本人是從.NET4.0剛出的時候接觸的.NET環境,所以學的東西就是4.0及其之前的。時代飛速前進,目測5.0也快出了吧,但一直也沒去接受新的技術。最近由於要學習Web API,快看完了,卻發現4.5已經大行其道了,於是又進行補腦。async與await便是其中之一:
這是兩個關鍵字,用於非同步程式設計。我們傳統的非同步程式設計方式一般是Thread、ThreadPool、BeginXXX、EndXXX等等。把呼叫、回撥分開來,程式碼的邏輯是有跳躍的,於是會導致思路不是很清晰的問題,在.NET 4.5中,新推出的async、await關鍵字,可以幫助我們像寫同步方法一樣去寫非同步方法(保證程式碼的整齊清晰)。
先來看個傳統同步方法例子:
static void Main(string[] args)
{
// 同步方式
Console.WriteLine("同步方式測試開始!");
SyncMethod(0);
Console.WriteLine("同步方式結束!");
Console.ReadKey();
}
// 同步操作
private static void SyncMethod(int input)
{
Console.WriteLine("進入同步操作!");
var result = SyancWork(input);
Console.WriteLine("最終結果{0}" , result);
Console.WriteLine("退出同步操作!");
}
// 模擬耗時操作(同步方法)
private static int SyancWork(int val)
{
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
Console.WriteLine("耗時操作{0}", i);
Thread.Sleep(100);
val++;
}
return val;
}
可以從右圖中看到執行結果,是非常典型的同步執行方法。
async關鍵字能用在方法、lambda表示式的宣告部分,用來標示此方法可能包含await關鍵字,只有擁有async才能在其內部使用await關鍵字。非同步方法可以具有Task、Task<>或void的返回型別;await關鍵字則是用於返回值是“可等待”型別(awaitable)的方法或lambda表示式內,“awaitable”可以是任何型別(常見的有Task、Task<>),它必須公開一個GetAwaiter() 方法並且返回有效的”awaiter”。更詳細的資訊可以參考“關於Async與Await的FAQ”,裡面介紹了這些概念與注意事項。
當一個async方法,且內部包含await關鍵字,它就會在編譯的時候成為一個非同步方法,如果沒有await關鍵字,則它將只會被當成一個同步方法來執行。如果對其內部實現感興趣可以參考“非同步效能:瞭解 Async 和 Await 的成本”一文,相信對深入瞭解這種機制還是有所幫助的。
現在我們嘗試使用新出的非同步關鍵字async、await來改造成非同步呼叫:
static void Main(string[] args)
{
// 非同步方式
Console.WriteLine("\n非同步方式測試開始!");
AsyncMethod(0);
Console.WriteLine("非同步方式結束!");
Console.ReadKey();
}
// 非同步操作
private static async void AsyncMethod(int input)
{
Console.WriteLine("進入非同步操作!");
var result = await AsyncWork(input);
Console.WriteLine("最終結果{0}", result);
Console.WriteLine("退出非同步操作!");
}
// 模擬耗時操作(非同步方法)
private static async Task<int> AsyncWork(int val)
{
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
Console.WriteLine("耗時操作{0}", i);
await Task.Delay(100);
val++;
}
return val;
}
先來看結果吧,我們發現耗時操作已經是非同步進行了。整體流程大概是先由Main函式非同步呼叫AsyncMethod,並不等待AsyncMethod完成,繼續往下執行。而AsyncMethod方式在被呼叫後,在分配到時間片時開始啟動,執行函式體內容,並由於await AsyncWork語句而繼續非同步呼叫AsyncWork,但由於await關鍵字,將在此等待AsyncWork完成後,再繼續往下執行。那麼,AyncWork也一樣的,被呼叫後,在分配到時間片時開始啟動,執行耗時操作。
可以看到,使用了新的關鍵字後,同步與非同步程式設計的語法差別進一步減少。隨著.NET 4.5的推出,許多新類庫和既有類庫都支援這種新型的非同步語法(比如HttpClient、HttpServer、MemoryStream…),它們以類似ReadAsync、WriteAsync、SendAsync等分開方法來提供具有async宣告,且返回型別為Task、Task<>的非同步工作方式。
補充:
剛才有朋友提到await Task.Delay(100)這條語句,這是為了讓AsyncWork成為非同步方法才加的,如果你要進行的操作不支援await修飾怎麼辦,其實很簡單,使用Task.Factory.StartNew()就行了,舉例:
// 非同步操作
private static async void AsyncMethod(int input)
{
Console.WriteLine("進入非同步操作!");
var result = await Task.Factory.StartNew((Func<object, int>)SyncWork2, input);
Console.WriteLine("最終結果{0}", result);
Console.WriteLine("退出非同步操作!");
}
// 模擬耗時操作(同步方法)
private static int SyncWork2(object input)
{
int val = (int)input;
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
Console.WriteLine("耗時操作{0}", i);
Thread.Sleep(100);
val++;
}
return val;
}
這樣,我們的SyncWork2實際上卻是非同步執行的,所得結果與前面的非同步方法一致,只是這樣一來輸入引數只能是object型別,需要進行型別轉化。另外,除了StartNew,我們還可以新建一個Task,然後呼叫Run,以完成同樣效果。
目前來說,這種非同步工作還是會造成本人使用上的不適,不過如果在將來的版本中,繼續推廣使用,相信不久便能熟練,且加快寫程式碼的速度,編寫出邏輯清晰的程式碼。