摘要

在面向服務(wù)的系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)之間通常采用異步方式進(jìn)行通信，例如訂單系統(tǒng)與支付系統(tǒng)之間的通信，以及現(xiàn)實(shí)生活中你在餐廳點(diǎn)菜、下單、做事、上菜、吃飯的過(guò)程，這些都是異步的。異步的工作流可以同時(shí)進(jìn)行，因此它能夠提高效率。現(xiàn)在的掃碼點(diǎn)餐就是一個(gè)很好的異步例子，它將顧客點(diǎn)餐與廚師制作菜品的過(guò)程分離，使得這兩個(gè)過(guò)程可以同時(shí)進(jìn)行，從而提高了效率。在同步的世界里，工作流簡(jiǎn)單易懂，但效率卻非常低。

正文

現(xiàn)代應(yīng)用程序廣泛使用文件和網(wǎng)絡(luò) I/O。I/O 相關(guān) api 傳統(tǒng)上默認(rèn)是阻塞的，導(dǎo)致用戶(hù)體驗(yàn)和硬件利用率不佳，此類(lèi)問(wèn)題的學(xué)習(xí)和編碼的難度也較大。而今基于 Task 的異步 API 和語(yǔ)言級(jí)異步編程模式顛覆了傳統(tǒng)模式，使得異步編程非常簡(jiǎn)單，幾乎沒(méi)有新的概念需要學(xué)習(xí)。

異步代碼有如下特點(diǎn)：

• 在等待 I/O 請(qǐng)求返回的過(guò)程中，通過(guò)讓出線程來(lái)處理更多的服務(wù)器請(qǐng)求。

• 通過(guò)在等待 I/O 請(qǐng)求時(shí)讓出線程進(jìn)行 UI 交互，并將長(zhǎng)期運(yùn)行的工作過(guò)渡到其他 CPU，使用戶(hù)界面的響應(yīng)性更強(qiáng)。

• 許多較新的 .net API 都是異步的。

• 在 .NET 中編寫(xiě)異步代碼很容易。

  
  

使用 .NET 基于 Task 的異步模型可以直接編寫(xiě) I/O 和 CPU 受限的異步代碼。該模型圍繞著Task和Task<T>類(lèi)型以及 C# 的async和await關(guān)鍵字展開(kāi)。本文將講解如何使用 .NET 異步編程及一些相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。

.NET Framework 提供了一個(gè)基于任務(wù)的異步模式 (TAP)，它是構(gòu)建異步操作的推薦方式。這種模式使用 System.Threading.Tasks.Task 和 System.Threading.Tasks.Task<TResult> 類(lèi)來(lái)代表異步操作。這種模式不僅適用于 I/O 操作，還適用于那些可能會(huì)阻塞主線程的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的計(jì)算操作。通過(guò)使用 TAP，開(kāi)發(fā)者可以編寫(xiě)出更加簡(jiǎn)潔、易于理解和維護(hù)的異步代碼。

基本概念

• Task: 代表一個(gè)異步操作。Task 類(lèi)提供了一種方式來(lái)運(yùn)行某些操作，并在操作完成時(shí)通知應(yīng)用程序。對(duì)于無(wú)返回值的異步操作，使用 Task 類(lèi)。

• Task<TResult>: 繼承自 Task，代表有返回值的異步操作。TResult 是操作完成時(shí)返回的結(jié)果類(lèi)型。

  
  

編寫(xiě)異步代碼

1. 使用 async 和 await 關(guān)鍵字: .NET 引入了 async 和 await 關(guān)鍵字簡(jiǎn)化異步編程。標(biāo)記為 async 的方法稱(chēng)為異步方法，這些方法中可以使用 await 關(guān)鍵字等待異步操作的完成，而不會(huì)阻塞調(diào)用線程。

2. 啟動(dòng)異步操作: 可以通過(guò)調(diào)用返回 Task 或 Task<TResult> 的方法來(lái)啟動(dòng)異步操作。如果方法支持異步版本，它通常以 "Async" 結(jié)尾。

3. 等待異步操作完成: 在異步方法中，可以使用 await 關(guān)鍵字等待異步操作的完成，await 會(huì)暫停當(dāng)前方法的執(zhí)行，直到等待的 Task 完成，然后繼續(xù)執(zhí)行方法的剩余部分。期間，調(diào)用線程不會(huì)被阻塞，可以繼續(xù)執(zhí)行其他工作。

注意：異步不能提高單一業(yè)務(wù)的速度。