C＃在同步上下文中运行异步任务

Question

我在C＃异步方面没有太多经验。

任务-从Internet加载位图。 以前，我只是按1个1个同步地加载它们。 异步加载它们可以更快地得到结果。 在下面，我举了两个示例，如何获取单个图像GetImage和GetImageAsync 。 对于图像列表，我将使用LoadImages和LoadImages2 。

LoadImages将在异步中运行同步功能（全部同时（？））， LoadImages2将在异步中运行异步功能并产生相同的结果（？）。 我不完全了解的事情-在GetImageAsync await request.GetResponseAsync() 。 我真的需要吗？ 这是做同一件事的“更好”方法吗？ LoadImages和LoadImages2之间真的有任何区别LoadImages2 ？

此刻，我想选择的GetImage和LoadImages选项。 另外，我不想用async Task装饰每个函数，我只需要异步加载这些图像。

public Bitmap GetImage(string url)
{
    HttpWebRequest request = WebRequest.Create(url) as HttpWebRequest;
    using (WebResponse response = request.GetResponse())
    using (Stream responseStream = response.GetResponseStream())
        return new Bitmap(responseStream);
}

public async Task<Bitmap> GetImageAsync(string url)
{
    HttpWebRequest request = WebRequest.Create(url) as HttpWebRequest;
    using (WebResponse response = await request.GetResponseAsync())
    using (Stream responseStream = response.GetResponseStream())
        return new Bitmap(responseStream);
}

private Dictionary<string, Bitmap> LoadImages(List<string> urls)
{
    Dictionary<string, Bitmap> images = new Dictionary<string, Bitmap>();
    Task.WaitAll(urls.Select(url => 
        Task.Run(() =>
        {
            images.Add(url, GetImage(url));
        })).ToArray());
    return images;
}

private Dictionary<string, Bitmap> LoadImages2(List<string> urls)
{
    Dictionary<string, Bitmap> images = new Dictionary<string, Bitmap>();
    Task.WhenAll(urls.Select(url =>
        Task.Run(async () =>
        {
            images.Add(url, await GetImageAsync(url));
        })));
    return images;
}

Answer 1

这里的术语和技术选择有些混乱。

以前，我只是按1个1个同步地加载它们。 异步加载它们可以更快地得到结果。

您的意思是串行与并发 ，而不是同步与异步 。 串行是一次一次，而并行是一次。 同步代码可以是串行或并发的，异步代码可以是串行或并发的。

其次， 并发与并行 。 Task.Run是并行性的一种形式，它是通过向问题添加线程来实现并发的一种方式。 异步是一种通过释放线程来实现并发的方法。

LoadImages是将并行性与同步代码一起使用的示例。 这种方法的优点是它使顶级方法保持同步，因此无需更改任何调用代码。 缺点是，这在资源使用方面是浪费的，并且与下面发生的事情没有很好的概念契合（I / O绑定的代码更自然地由异步API表示）。

LoadImages2是并行和异步代码的混合，这有点令人困惑。 无需线程即可轻松表示异步并发（即Task.Run ）。 返回值而不是将集合更新作为副作用也更自然。 因此，如下所示：

private async Task<Dictionary<string, Bitmap>> LoadImagesAsync(List<string> urls)
{
  Bitmap[] result = await Task.WhenAll(urls.Select(url => GetImageAsync(url)));

  return Enumerable.Range(0, urls.Length).ToDictionary(i => urls[i], i => result[i]);
}

PS：如果您决定使用（同步） LoadImages ，则需要修复一个争用条件，其中各种并行线程都将尝试不锁定字典就更新字典。

Answer 2

由于您坚持同步包裹电话，因此您可以尝试以下方法

private Dictionary<string, Bitmap> LoadImages(List<string> urls)
{
    var result = new Dictionary<string, Bitmap>();
    // start tasks, associate each task with its url
    var tasks = urls.Select(x => new { url = x, imgTask = GetImageAsync(x) });
    // wait for all tasks to complete
    Task.WhenAll(tasks.Select(x => x.imgTask)).Wait();
    // transform the task results into your desired result format
    foreach (var item in tasks)
    {
        result.Add(item.url, item.imgTask.Result);
    }
    return result;
}

但是，我不是100％相信Task.WhenAll(...).Wait()构造在所有情况下都是完全无死锁的。 避免死锁是在同步和异步代码之间切换的棘手部分。 正如Stephan Cleary建议的那样，最好使LoadImages异步。 常见的观察是，异步代码趋向于“感染”您的同步代码，最后您必须一直进行异步代码编写。