wen 编程最新 2024-01-31

异步、多线程、Await/Async、Task

异步多线程经常被拿来说事，网上文章也是多如牛毛，我也是停留在很菜的水平，痛下决心好好“恶补”一下这块知识。
还是先放两个官方文档压压惊：使用 Async 和 Await 的异步编程 .NET 中的并行处理、并发和异步编程

学习前：

耗时操作知道搞个Task.Run，不用等待结果就后台执行，Api直接返回，多个任务就循环启用Task。控制器方法加上async，调用加上await，别人这么用也跟着，不造为毛。Thread最常用的是Sleep。。。就这样。

学习后：

多线程的前世今生就不具体介绍了，简单粗暴的实操文章奉上：Thread、ThreadPool、Task、Parallel的基本用法、区别以及弊端
通过几个小例子Get不明白的知识点，搞一个winform，启动的同时再带一个控制台，方便输出对比，Program.cs需要加几行代码。大概放了这几个按钮，写了几个输出和调用异步的方法（完整代码在最后）。

1、同步

这就不说了，睡3秒顺序执行，有一点注意是文本框信息是没有即时更新的，winform正常情况下是主线程更新控件状态的，因为主线程被阻塞了，所以无法刷新UI，主线程释放后才执行。

2、异步中更新UI

Over的时候可以发现更新信息是由线程id为5的线程完成的，跨线程操作winform控件的方法交给委托，见红框。

3、异步结果更新UI

如果异步线程需要等待返回值可以这样写更简洁，方法上加上了async关键字,await等待线程执行，那么问题来了，异步不就又变成同步了？意义何在呢？这也是实操前一直不明白的点，这个例子看不出效果，接着操作。

4、调用异步

调用异步方法，自己本身也应该是异步的，如果没有async关键字，就会报出警告，并且没有async修饰的方法不能使用await关键字，这个例子只是把异步方法MethodAsync拿出去了，为了演示下面的例子使用。

5、异步调用死锁

这里调用异步方法MethodAsyncDeadlock，与MethodAsync的区别就是，把耗时函数的结果返回了，由于主线程没有等待异步调用返回，又输出了异步方法的结果，自然是拿不到返回值，因为异步方法还没有执行完成，所以这线程就“干架”了，卡这了，死锁。

6、解决死锁

死锁大部分是代码不规范造成的，代码写懵逼也是常有的事，解决也很简单，await出马，等异步方法完成返回再继续执行就OK了。

7、Thread、Parallel、Task

启动方式直接看代码，有一个小坑需要注意，就是多线程访问公共变量问题。

8、重点来了！！！

异步编程的意义何在这个哲学问题，换一个控制台例子更能说明问题。很简单，一个控制台、一个类。从执行结果可以看出来，Main方法开始，到MethodAsync异步方法执行，开启Task耗时函数之前都是线程1在干活儿，耗时函数由另外一个线程4执行，开始之前线程1已已经返回，并且输出了Main End，这意味着剩下的不管是耗时函数，还是等待耗时函数完成之后的逻辑，都不在需要主线程等待完成，由别的线程搞定。winform解释不来是因为异步完成之后还是交给了主线程UI去继续执行了，所以线程id总是前后一致。

9、结论！！！

实操分析完之后，就明白了之前忘记在哪看到的一句话了：异步能增加网站的吞吐量，但并不会让网站变得更快。
1、提高网站的响应能力，也是async/await也常见于Web项目的原因。
2、可以用同步的写法，完成异步操作，需要的时候启动线程并行执行，提高运算或逻辑处理能力，又能等待控制顺序，可以说贼爽。
参考了：C# 彻底搞懂async/await，也是言简意赅的文章。

附上代码（粗陋勿喷）

public partial class AsyncDome : Form
{
    public AsyncDome()
    {
        InitializeComponent();
    }

    //同步
    private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        btnClickAop(sender, "Start", true);
        Thread.Sleep(3000);
        btnClickAop(sender, "End");
    }
    //异步中更新UI
    private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        btnClickAop(sender, "Start", true);
        Task.Run(() =>
        {
            Thread.Sleep(3000);
            showConsoleDelegate(bt(sender) + " Over");
        });
        btnClickAop(sender, "End");
    }
    //异步结果更新UI
    private async void button3_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        btnClickAop(sender, "Start", true);
        var t = Task.Run(() =>
        {
            Thread.Sleep(3000);
            return bt(sender) + " Over";
        });
        showConsole(await t);
        btnClickAop(sender, "End");
    }
    //调用异步
    private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        btnClickAop(sender, "Start", true);
        MethodAsync();
        btnClickAop(sender, "End");
    }
    //异步调用死锁
    private void button5_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        btnClickAop(sender, "Start", true);
        var ResultTask = MethodAsyncDeadlock();
        showConsole(ResultTask.Result); //死锁原因：此行代码与调用方法抢占主线程，导致死锁。
        btnClickAop(sender, "End");
    }
    //解决死锁
    private async void button6_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        btnClickAop(sender, "Start", true);
        var ResultTask = MethodAsyncDeadlock();
        showConsole(await ResultTask); //死锁解决：等待调用方法使用完成主线程即可。
        btnClickAop(sender, "End");
    }
    //Thread循环
    private void button7_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        //Thread
        for (int i = 0; i < 100; i++)
        {
            int newIndex = i;
            new Thread(new ThreadStart(() => showConsoleDelegate("for: " + newIndex))).Start();
        }
    }
    //Parallel循环
    private void button8_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        //Parallel
        Parallel.ForEach<int>(new List<int>() { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }, (str) =>
        {
            showConsoleDelegate(str.ToString());
        });
    }
    //Task循环
    private void button9_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        //Task
        for (int i = 0; i < 100; i++)
        {
            int newIndex = i;
            Task.Run(() => { showConsoleDelegate("for: " + newIndex); });
        }
    }

    #region 输出处理
    private void btnClickAop(object sender, string flag, bool empty = false)
    {
        if (empty)
        {
            txtConsloe.Text = "";
            Console.Clear();
        }
        showConsole(bt(sender) + " " + flag);
    }

    private void showConsole(string info)
    {
        info = getInfo(info);
        txtConsloe.Text += info;
        Console.WriteLine(info);
    }

    private void showConsoleDelegate(string info)
    {
        info = getInfo(info);
        Console.WriteLine(info);
        txtConsloe.Invoke(new Action(() => { txtConsloe.Text += info; }));
    }
    //输出信息
    private string getInfo(string info)
    {
        return info + " Thread :" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + " " + DateTime.Now.ToString("G") + Environment.NewLine;
    }
    //获取按钮文本
    private string bt(object sender)
    {
        return ((Button)sender).Text;
    }
    #endregion

    #region 异步方法
    private async Task MethodAsync()
    {
        showConsole("MethodAsync Start");
        string Result = await LongTimeMethod();
        showConsole(Result);
        showConsole("MethodAsync End");
    }
    private async Task<string> MethodAsyncDeadlock()
    {
        showConsole("MethodAsyncDeadlock Start");
        string Result = await LongTimeMethod();
        showConsole("MethodAsyncDeadlock End");
        return Result;
    }

    private Task<string> LongTimeMethod()
    {
        var task = Task.Run(() =>
        {
            showConsoleDelegate("LongTimeMethod Start ");
            Thread.Sleep(3000);
            showConsoleDelegate("LongTimeMethod End ");
            return "LongTimeMethod Over";
        });
        return task;
    }
    #endregion
}