异步/等待对我们其他人来说

为什么选择异步？

异步关键字

等待关键词

全程异步

结论

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注：请参阅我博客上的原文

asyncC# 中的`and`到底是什么await？为什么 2018 年的 .Net 开发人员还需要了解它是什么以及如何使用它？

也许你已经用过了async/await，但发现自己不得不重新摸索一遍？没关系——我承认我也不是什么async/await专家。

我不得不通过惨痛的教训才明白，例如，使用ConfigureAwait(false).GetResult()（正如许多人可能建议的那样）并不能神奇地使你的异步方法“同步工作”。

async/await但这并不是对内部构造以及如何进行高级操作的深入研究async/await。

这就是“面向大众的Async/await”。“大众”指的是谁？

我们：

• 可能从未用过async/await
• 不是微软专家
• 不是 C# 大师
• async/await诚然，有时候我会忘记如何正确使用。
• 可能得回谷歌一下，弄清楚为什么一个方法可以返回一个值，Task但却不能使用async关键字。
• 可能会好奇为什么一个没有被标记为等待的方法async可以被其调用者等待。

我希望这篇文章是写给“我们其他人”的，它切中要点，实用性强。

PS：如果您想更深入地了解这个话题，我建议您从这篇文章开始。

为什么选择异步？

使用有什么好处async/await？

面向网站开发人员

如果您使用 .Net 技术构建 Web 应用程序，答案很简单：可扩展性。

当您进行 I/O 调用（数据库查询、文件读取、从 HTTP 请求读取数据等）时，处理当前 HTTP 请求的线程只是在等待。

就是这样。它现在正等待操作系统返回结果。

例如，执行数据库查询最终会请求操作系统连接到数据库，发送消息并接收回复消息。但发出这些请求的是操作系统，而不是你的应用程序。

IO 操作需要时间。在这段时间里，等待线程（在你的应用程序中）可以用来做其他事情——特别是处理其他 HTTP 请求。

使用此功能可以让你的 .Net Web 应用程序在等待 IO 完成的同时async/await处理更多 HTTP 请求。

面向桌面/应用程序开发人员

但是桌面应用程序无法处理HTTP请求……

桌面应用程序确实会处理用户输入（键盘、鼠标等）、动画等。而且只有一个 UI 线程来执行这些操作。

用户输入是用户输入

如果我们认为 Web 应用中的 HTTP 请求只是用户输入，桌面（或应用）键盘和鼠标事件也只是用户输入——那么对于桌面/应用开发者来说，情况实际上更糟！他们只有一个线程来处理用户输入！

IO 问题和修复方法仍然适用。

然而，CPU密集型任务的问题是另一个需要关注的方面。简而言之，这类任务不应该在UI线程上执行。

任务类型包括：

• 在循环中处理大量项目
• 计算用于报告的汇总数据

如果你的应用在主线程/UI线程上执行此操作，那么就没有任何东西可以处理用户输入和UI相关内容，例如动画等。

这会导致应用程序卡顿和延迟。

解决方案是将 CPU 密集型任务卸载到后台任务/线程。这涉及到如何为新线程/任务排队，如何ConfigureAwait(false)在非 UI 上下文中维护代码的异步分支等等。所有这些都超出了本文的讨论范围。

异步关键字

让我们开始研究async/await关键词以及它们的使用方法。

人们对 async 关键字存在误解。为什么呢？因为它看起来好像能让你的方法变成异步的。但实际上并非如此。

这真让人困惑。这个async关键字并不能使我的方法变为异步的吗？是的。

那它接下来会做什么？

这个关键字的作用仅仅async是启用 await 关键字。仅此而已。它没有其他任何作用。

所以，你就把async关键词看作关键词就好enableAwait。

等待关键词

关键字await是关键所在。它本质上是在告诉代码的读者：

我（这个线程）会确保如果这里发生异步操作，我会去做其他事情（比如处理 HTTP 请求）。将来某个线程会在异步操作完成后回到这里。

一般来说，最常见的用途await是在进行 I/O 操作时，例如从数据库查询中获取结果或从文件中获取内容。

当你的await方法执行 I/O 操作时，实际执行 I/O 操作的并不是你的应用程序，而是操作系统。所以你的线程只是在那里等待……

await它会指示当前线程停止运行，去做一些有用的事情。让操作系统和 .NET 框架稍后在需要时再分配另一个线程。

请将此图作为视觉指南：

var result1 = await SomeAsyncIO1(); // OS is doing IO while thread will go do something else.
// A thread gets the results.

var result2 = await SomeAsyncIO2(result1); // Thread goes to do something else.
// One comes back...

await SomeAsyncIO3(result2); // Goes away again...
// Comes back to finish the method.

此时你可能会问自己：

如果async关键字不能使方法异步化，那么什么才能使方法异步化？

那么，是什么让一个方法成为异步方法呢？

嗯——正如我们所了解到的，这并不是async关键词。真是不可思议。

任何返回“可等待对象”的方法——Task或者Task<T>可以使用await关键字等待的方法。

实际上还有其他类型的可等待对象。而且，“可等待”的方法并不一定非得是异步方法。不过先别管这些——这部分内容是写给“我们其他人”看的。

就本文而言，我们将假设“异步方法”是指返回 trueTask或 false的方法Task<T>。

这种情况何时发生？

我们什么时候需要Task从方法中返回一个值呢？通常是在进行 I/O 操作时。大多数 I/O 库或 .NET 内置 API 都会提供方法的“异步”版本。

例如，该类SqlConnection有一个Open用于启动连接的方法。但是，它还有一个OpenAsync方法。它还有一个ExecuteNonQueryAsync方法。

public async Task<int> IssueSqlCommandAsync() {
    using(var con = new SqlConnection(_connectionString))
    {
        // Some code to create an sql command "sqlCommand" would be here...
        await con.OpenAsync();
        return await sqlCommand.ExecuteNonQueryAsync();
    }
}

使 ` OpenAsyncand`ExecuteNonQueryAsync方法异步的不是关键字async`a`，而是它们返回 `a`Task或 `b`Task<T>。

全程异步

可以这样做（注意缺少asyncand await）：

public Task<int> GetSomeData() {
    return DoSomethingAsync();
}

然后就是await这种方法：

// Inside some other method....
await GetSomeData();

GetSomeData它不会等待调用DoSomethingAsync，而是直接返回Task。请记住，它await并不关心方法是否使用了async关键字，它只要求方法返回一个Task。

这样做是可行的——创建一个调用异步方法但不等待的方法。

这是最佳实践

然而，这被认为是一种不良做法。为什么？

由于本文旨在简洁实用：

从头到尾使用 async/await 可以更好地捕获异步方法中的异常。

Task如果你用关键字标记每个返回 a 的方法async（这反过来又启用await关键字），它就能更好地处理异常，并且在查看异常消息和堆栈跟踪时使其更容易理解。

结论

简而言之：

• 该async关键字并不会使方法异步——它只是启用该await关键字而已。

• 如果一个方法返回一个 ` Taskor` Task<T>，那么可以使用关键字await来管理我们代码的异步细节。

• 执行 I/O 操作总是会导致线程阻塞。这意味着您的 Web 应用程序无法并行处理足够多的 HTTP 请求，从而导致应用程序卡顿和延迟。

• 使用此功能async/await可以帮助我们创建代码，使我们的线程在执行 I/O 操作时不再阻塞并执行有用的工作。

• 这使得 Web 应用程序每秒可以处理更多请求，并且对用户响应速度更快。

我希望这篇介绍能够让大家理解async/await。这并非一个简单的话题——而且一如既往——随着时间的推移，通过使用这项功能积累经验将帮助我们理解其运作原理。

关于这一点，还有很多话要说，还有很多概念需要探讨async/await。其中包括：

• 什么是SynchronizationContext？我应该在什么情况下注意它？
• .Net Core 和 .Net Framework 有什么区别？我应该注意哪些方面？
• 为什么我可以把一个方法标记为async void？这样做有什么作用？我应该这样做吗？
• 如何将 CPU 密集型任务卸载到后台线程/任务中？
• 是否可以在后台线程中执行任务，并在最后返回到 UI 线程？
• 如何在同步代码中调用带有async关键字标记的方法？这样做会发生什么？

请告诉我你的想法——或者我是否遗漏了什么等等。谢谢！

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