异步的社会风气【上】

【转】C#异步的社会风气【下】

 

接上篇:《C#异步的社会风气【上】

上篇主要剖析了async\await在此以前的一对异步形式,前几天说异步的严重性是指C#5的async\await异步。在此为了方便的表述,大家称async\await从前的异步为“旧异步”,async\await为“新异步”。

新异步的行使

只得说新异步的应用太简单(假诺仅仅只是说选拔)

艺术加上async修饰符,然后接纳await关键字试行异步方法,就可以。对正是如此简单。像使用同步方法逻辑一样选拔异步。

 public async Task<int> Test()
 {
     var num1 = await GetNumber(1);
     var num2 = await GetNumber(num1);
     var task =  GetNumber(num2);
     //或者
     var num3 = await task;
     return num1 + num2 + num3;
 }

新异步的优势

从前已经有了多样异步情势,为何还要引进和读书新的async\await异步呢?当然它自然是有其卓殊的优势。

咱俩分七个地点来分析:WinForm、WPF等单线程UI程序和Web后台服务程序。

对于WinForm、WPF等单线程UI程序

代码1(旧异步)

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    request.BeginGetResponse(new AsyncCallback(t =>
    {
        //(1)处理请求结果的逻辑必须写这里
        label1.Invoke((Action)(() => { label1.Text = "[旧异步]执行完毕!"; }));//(2)这里跨线程访问UI需要做处理      
    }), null);
}

代码2(同步)

private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
{
    HttpClient http = new HttpClient();
    var htmlStr = http.GetStringAsync("https://github.com/").Result;
    //(1)处理请求结果的逻辑可以写这里
    label1.Text = "[同步]执行完毕!";//(2)不在需要做跨线程UI处理了
}

代码3(新异步)

 private async void button2_Click(object sender, EventArgs e)
 {
     HttpClient http = new HttpClient();
     var htmlStr = await http.GetStringAsync("https://github.com/");
     //(1)处理请求结果的逻辑可以写这里
     label1.Text = "[新异步]执行完毕!";//(2)不在需要做跨线程UI处理了
 }

新异步的优势:

  • 从没了烦人的回调解和管理理
  • 不会像叁只代码一样阻塞UI分界面(产生假死)
  • 不在像旧异步管理后访谈UI不在必要做跨线程管理
  • 像使用同步代码同样采用异步(超清晰的逻辑)

 是的,说得再多还比不上看看实效图来得实际:(新旧异步UI线程未有阻塞,同步阻塞了UI线程)

澳门皇冠官网app 1

【思量】:旧的异步格局是敞开了贰个新的线程去试行,不会阻塞UI线程。这一点很好通晓。可是,新的异步看上去和协助进行不一致很小,为啥也不会阻塞分界面呢?

【原因】:新异步,在实施await表明式前都以选拔UI线程,await表达式后会启用新的线程去施行异步,直到异步推行到位并赶回结果,然后再再次来到UI线程(据书上说使用了SynchronizationContext;k(SolutionItemsProject);k(TargetFrameworkMoniker-.NETFramework,Version%3Dv4.5.2);k(DevLang-csharp)&rd=true))。所以,await是尚未阻塞UI线程的,也就不会促成界面的假死。

【注意】:大家在示范同步代码的时候使用了Result。然,在UI单线程程序中央银行使Result来使异步代码当贰头代码应用是一件很凶险的事(起码对于不太驾驭新异步的同室来讲是那般)。至于实际原因稍候再深入分析(哎哎,别跑啊)。

对于Web后台服务程序

唯恐对于后台程序的熏陶未有单线程程序那么直观,但其价值也是万分大的。且很几人对新异步存在误解。

【误解】:新异步能够进级Web程序的性质。

【正解】:异步不会升高单次央求结果的流年,可是足以增进Web程序的吞吐量。

1、为何不会提高单次央浼结果的时间?

事实上大家从地点示例代码(固然是UI程序的代码)也能够看到。

 澳门皇冠官网app 2

2、为何能够拉长Web程序的吞吐量?

那怎么样是吞吐量呢,也正是理之当然只能10个人还要做客的网址今后能够二十私家相同的时间做客了。也正是常说的并发量。

要么用地点的代码来解释。[代码2]
阻塞了UI线程等待恳求结果,所以UI线程被占用澳门皇冠官网app,,而[代码3]使用了新的线程央浼,所以UI线程未有被占用,而得以继续响应UI界面。

这难点来了,大家的Web程序原始就是八线程的,且web线程都以跑的线程池线程(使用线程池线程是为了幸免不断创设、销毁线程所导致的财富资产浪费),而线程池线程可使用线程数量是迟早的,尽管能够安装,但它依旧会在必然限制内。如此一来,我们web线程是来之不易的(物以稀为贵),不可能滥用。用完了,那么其余客商央求的时候就不可能管理直接503了。

那怎么着算是滥用呢?举个例子:文件读取、U奥迪Q5L诉求、数据库访谈等IO央求。假使用web线程来做这一个耗费时间的IO操作那么就会卡住web线程,而web线程阻塞得多了web线程池线程就缺乏用了。也就高达了web程序最大访问数。

那时大家的新异步突兀而起,解放了那个原本管理IO诉求而堵塞的web线程(想偷懒?没门,干活了。)。通过异步形式选用相对廉价的线程(非web线程池线程)来拍卖IO操作,这样web线程池线程就足以解放出来管理越多的伸手了。

不信?下边大家来测量试验下:

【测量试验步骤】:

1、新建一个web api项目 

2、新建一个数额访谈类,分别提供一块、异步方法(在点子逻辑实施前后读取时间、线程id、web线程池线程使用数)

public class GetDataHelper
{
    /// <summary>
    /// 同步方法获取数据
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public string GetData()
    {
        var beginInfo = GetBeginThreadInfo();
        using (HttpClient http = new HttpClient())
        {
            http.GetStringAsync("https://github.com/").Wait();//注意:这里是同步阻塞
        }
        return beginInfo + GetEndThreadInfo();
    }

    /// <summary>
    /// 异步方法获取数据
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public async Task<string> GetDataAsync()
    {
        var beginInfo = GetBeginThreadInfo();
        using (HttpClient http = new HttpClient())
        {
            await http.GetStringAsync("https://github.com/");//注意:这里是异步等待
        }
        return beginInfo + GetEndThreadInfo();
    }

    public string GetBeginThreadInfo()
    {
        int t1, t2, t3;
        ThreadPool.GetAvailableThreads(out t1, out t3);
        ThreadPool.GetMaxThreads(out t2, out t3);
        return string.Format("开始:{0:mm:ss,ffff} 线程Id:{1} Web线程数:{2}",
                                DateTime.Now,
                                Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,                                  
                                t2 - t1);
    }

    public string GetEndThreadInfo()
    {
        int t1, t2, t3;
        ThreadPool.GetAvailableThreads(out t1, out t3);
        ThreadPool.GetMaxThreads(out t2, out t3);
        return string.Format(" 结束:{0:mm:ss,ffff} 线程Id:{1} Web线程数:{2}",
                                DateTime.Now,
                                Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
                                t2 - t1);
    }
}

3、新建贰个web api调整器

[HttpGet]
public async Task<string> Get(string str)
{
    GetDataHelper sqlHelper = new GetDataHelper();
    switch (str)
    {
        case "异步处理"://
            return await sqlHelper.GetDataAsync();
        case "同步处理"://
            return sqlHelper.GetData();
    }
    return "参数不正确";           
}       

4、公布web
api程序,布署到当地iis(一齐链接http://localhost:803/api/Home?str=同步处理 
异步链接http://localhost:803/api/Home?str=异步处理

5、接着下面的winform程序里面测验伏乞:(同有时候提倡十二个央求)

澳门皇冠官网app 3澳门皇冠官网app 4

private void button6_Click(object sender, EventArgs e)
{
    textBox1.Text = "";
    label1.Text = "";
    Task.Run(() =>
    {
        TestResultUrl("http://localhost:803/api/Home?str=同步处理");
    });
}

private void button5_Click(object sender, EventArgs e)
{
    textBox1.Text = "";
    label1.Text = "";
    Task.Run(() =>
    {
        TestResultUrl("http://localhost:803/api/Home?str=异步处理");
    });
}

public void TestResultUrl(string url)
{
    int resultEnd = 0;
    HttpClient http = new HttpClient();

    int number = 10;
    for (int i = 0; i < number; i++)
    {
        new Thread(async () =>
        {
            var resultStr = await http.GetStringAsync(url);
            label1.Invoke((Action)(() =>
            {
                textBox1.AppendText(resultStr.Replace(" ", "\r\t") + "\r\n");
                if (++resultEnd >= number)
                {
                    label1.Text = "全部执行完毕";
                }
            }));

        }).Start();
    }
}

View Code

6、重启iis,并用浏览器访谈二遍要央求的链接地址(预热)

7、运行winform程序,点击“访问同步完成的Web”:

澳门皇冠官网app 5

澳门皇冠官网app 6

8、重复6,然后再次开动winform程序点击“访谈异步完结的Web”

澳门皇冠官网app 7

来看这么些数量有怎么着感想?

多少和大家眼下的【正解】完全吻合。细心考察,每一种单次乞请用时基本上相差比较小。
可是步骤7″同步达成”最高投入web线程数是10,而步骤8“异步完成”最高投入web线程数是3。

也便是说“异步达成”使用更加少的web线程完结了扳平的伸手数量,如此一来大家就有越来越多剩余的web线程去管理更多顾客发起的乞请。

继而大家还发掘贰只完成诉求前后的线程ID是一样的,而异步达成内外线程ID不肯定一致。再一次印证实施await异步前释放了主线程。

【结论】:

  • 利用新异步能够升官Web服务程序的吞吐量
  • 对此客户端的话,web服务的异步并不会增加客商端的单次访谈速度。
  • 实施新异步前会自由web线程,而等待异步施行到位后又赶回了web线程上。进而进步web线程的利用率。

【图解】:

澳门皇冠官网app 8

Result的死锁陷阱

咱俩在分析UI单线程程序的时候说过,要慎用异步的Result属性。下边我们来深入分析:

private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = GetUlrString("https://github.com/").Result;
}

public async Task<string> GetUlrString(string url)
{
    using (HttpClient http = new HttpClient())
    {
        return await http.GetStringAsync(url);
    }
}

代码 GetUlrString(“https://github.com/").Result 的Result属性会阻塞(占用)UI线程,而实行到GetUlrString方法的
await异步的时候又要释放UI线程。此时争持就来了,由于线程能源的抢占导致死锁。

且Result属性和.Wait()方法一样会堵塞线程。此等难点在Web服务程序里面一样存在。(差别:UI单次线程程序和web服务程序都会放出主线程,区别的是Web服务线程不一定会重返原本的主线程,而UI程序一定会再次来到原先的UI线程)

咱俩如今说过,.net为何会这么智能的活动释放主线程然后等待异步施行完结后又重回主线程是因为SynchronizationContext;k(SolutionItemsProject);k(TargetFrameworkMoniker-.NETFramework,Version%3Dv4.5.2);k(DevLang-csharp)&rd=true)的功劳。

但这里有个差别,那正是调控台程序里面是未曾SynchronizationContext;k(SolutionItemsProject);k(TargetFrameworkMoniker-.NETFramework,Version%3Dv4.5.2);k(DevLang-csharp)&rd=true)的。所以这段代码放在调控台里面运行是平昔不难题的。

static void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    GetUlrString("https://github.com/").Wait();
    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Console.ReadKey();
}

public async static Task<string> GetUlrString(string url)
{
    using (HttpClient http = new HttpClient())
    {
        Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        return await http.GetStringAsync(url);
    }
}

打印出来的都以同贰个线程ID

接纳AsyncHelper在联合具名代码里面调用异步

但可是,可不过,大家亟须在一同方法里面施行异步怎办?办法肯定是部分

我们第一定义一个AsyncHelper静态类:

static class AsyncHelper
{
    private static readonly TaskFactory _myTaskFactory = new TaskFactory(CancellationToken.None,
        TaskCreationOptions.None, TaskContinuationOptions.None, TaskScheduler.Default);

    public static TResult RunSync<TResult>(Func<Task<TResult>> func)
    {
        return _myTaskFactory.StartNew(func).Unwrap().GetAwaiter().GetResult();
    }

    public static void RunSync(Func<Task> func)
    {
        _myTaskFactory.StartNew(func).Unwrap().GetAwaiter().GetResult();
    }
}

接下来调用异步:

private void button7_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = AsyncHelper.RunSync(() => GetUlrString("https://github.com/"));
}

那样就不会死锁了。

ConfigureAwait

除外AsyncHelper我们还足以应用Task的ConfigureAwait方法来幸免死锁

private void button7_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = GetUlrString("https://github.com/").Result;
}

public async Task<string> GetUlrString(string url)
{
    using (HttpClient http = new HttpClient())
    {
        return await http.GetStringAsync(url).ConfigureAwait(false);
    }
}

ConfigureAwait的效果与利益:使前段时间async方法的await后续操作没有要求还原到主线程(无需保存线程上下文)。

澳门皇冠官网app 9

特别管理

关于新异步里面抛出十一分的不错姿势。我们先来看上边一段代码:

private async void button8_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Task<string> task = GetUlrStringErr(null);
    Thread.Sleep(1000);//一段逻辑。。。。
    textBox1.Text = await task;
}

public async Task<string> GetUlrStringErr(string url)
{
    if (string.IsNullOrWhiteSpace(url))
    {
        throw new Exception("url不能为空");
    }
    using (HttpClient http = new HttpClient())
    {
        return await http.GetStringAsync(url);
    }
}

调弄整理施行实施流程:

澳门皇冠官网app 10

在推行完118行的时候依然从未把那么些抛出来?那不是逆天了啊。非得在等候await实行的时候才报错,显明119行的逻辑试行是尚未什么样含义的。让我们把优良提前抛出:

澳门皇冠官网app 11

领取贰个格局来做表明,那样就会即时的抛出特别了。有相爱的人会说那样的太坑爹了呢,二个证实还非得别的写个办法。接下来我们提供二个不曾如此坑爹的法子:

澳门皇冠官网app 12

在异步函数里面用无名异步函数举办包装,同样能够兑现即时验证。

以为也不如前种艺术好些个少…但是能如何是好吧。

异步的兑现

地点简单深入分析了新异步技术和特性。接下来让大家一连揭秘异步的真面目,神秘的羽绒服上面毕竟是怎么落实的。

首先我们编辑贰个用来反编写翻译的身体力行:

class MyAsyncTest
{
    public async Task<string> GetUrlStringAsync(HttpClient http, string url, int time)
    {
        await Task.Delay(time);
        return await http.GetStringAsync(url);
    }
}

反编写翻译代码:

点击看大图

为了便于阅读,大家把编写翻译器自动命名的类别重命名。

 GetUrlStringAsync 方法成为了如此颜值:

public Task<string> GetUrlStringAsync(HttpClient http, string url, int time)
{
    GetUrlStringAsyncdStateMachine stateMachine = new GetUrlStringAsyncdStateMachine()
    {
        _this = this,
        http = http,
        url = url,
        time = time,
        _builder = AsyncTaskMethodBuilder<string>.Create(),
        _state = -1
    };
    stateMachine._builder.Start(ref stateMachine);
    return stateMachine._builder.Task;
}

措施签字完全一致,只是个中的剧情形成了二个气象机 GetUrlStringAsyncdStateMachine
 的调用。此状态机正是编译器自动创造的。上边来看看神秘的状态机是如何鬼:

private sealed class GetUrlStringAsyncdStateMachine : IAsyncStateMachine
{
    public int _state;
    public MyAsyncTest _this;
    private string _str1;
    public AsyncTaskMethodBuilder<string> _builder;
    private TaskAwaiter taskAwaiter1;
    private TaskAwaiter<string> taskAwaiter2;

    //异步方法的三个形参都到这里来了
    public HttpClient http;
    public int time;
    public string url;

    private void MoveNext()
    {
        string str;
        int num = this._state;
        try
        {
            TaskAwaiter awaiter;
            MyAsyncTest.GetUrlStringAsyncdStateMachine d__;
            string str2;
            switch (num)
            {
                case 0:
                    break;

                case 1:
                    goto Label_00CD;

                default:
                    //这里是异步方法 await Task.Delay(time);的具体实现
                    awaiter = Task.Delay(this.time).GetAwaiter();
                    if (awaiter.IsCompleted)
                    {
                        goto Label_0077;
                    }
                    this._state = num = 0;
                    this.taskAwaiter1 = awaiter;
                    d__ = this;
                    this._builder.AwaitUnsafeOnCompleted<TaskAwaiter, MyAsyncTest.GetUrlStringAsyncdStateMachine>(ref awaiter, ref d__);
                    return;
            }
            awaiter = this.taskAwaiter1;
            this.taskAwaiter1 = new TaskAwaiter();
            this._state = num = -1;
        Label_0077:
            awaiter.GetResult();
            awaiter = new TaskAwaiter();
            //这里是异步方法await http.GetStringAsync(url);的具体实现
            TaskAwaiter<string> awaiter2 = this.http.GetStringAsync(this.url).GetAwaiter();
            if (awaiter2.IsCompleted)
            {
                goto Label_00EA;
            }
            this._state = num = 1;
            this.taskAwaiter2 = awaiter2;
            d__ = this;
            this._builder.AwaitUnsafeOnCompleted<TaskAwaiter<string>, MyAsyncTest.GetUrlStringAsyncdStateMachine>(ref awaiter2, ref d__);
            return;
        Label_00CD:
            awaiter2 = this.taskAwaiter2;
            this.taskAwaiter2 = new TaskAwaiter<string>();
            this._state = num = -1;
        Label_00EA:
            str2 = awaiter2.GetResult();
            awaiter2 = new TaskAwaiter<string>();
            this._str1 = str2;
            str = this._str1;
        }
        catch (Exception exception)
        {
            this._state = -2;
            this._builder.SetException(exception);
            return;
        }
        this._state = -2;
        this._builder.SetResult(str);
    }

    [DebuggerHidden]
    private void SetStateMachine(IAsyncStateMachine stateMachine)
    {
    }

}

引人瞩目八个异步等待实践的时候尽管在时时四处调用状态机中的MoveNext()方法。经验来至大家事先解析过的IEumerable,然则明日的这几个料定复杂度要超过从前的老大。猜测是如此,大家还是来声明下实际:

在最初方法 GetUrlStringAsync 第一次开发银行状态机 stateMachine._builder.Start(ref stateMachine); 

澳门皇冠官网app 13

 确实是调用了 MoveNext 。因为_state的伊始值是-1,所以进行到了上边包车型大巴职位:

澳门皇冠官网app 14

绕了一圈又回到了 MoveNext 。由此,我们得以现象成三个异步调用便是在不断施行MoveNext直到甘休。

说了这么久有何样意思啊,就好像忘记了作者们的目标是要透过事先编写的测量试验代码来分析异步的实施逻辑的。

重复贴出之前的测验代码,防止忘记了。

澳门皇冠官网app 15

反编写翻译后代码实践逻辑图:

澳门皇冠官网app 16

本来这只是恐怕一点都不小的实行流程,但也可以有 awaiter.伊斯科mpleted 为 true 的动静。其余或者的留着我们温馨去雕饰吧。 

 

本文已联合至索引目录:《C#基础知识加强

本文demo:https://github.com/zhaopeiym/BlogDemoCode

 

【推荐】

http://www.cnblogs.com/wisdomqq/archive/2012/03/29/2417723.html

 

相关文章