.NET異步\等待基礎

Question

在使用.NET 4.5 async \\ await框架后，我有一個問題。

我們來看看這個程序（ msdn示例 ）：

    async Task<int> AccessTheWebAsync()
    {
        HttpClient client = new HttpClient();

        Task<string> getStringTask = client.GetStringAsync("http://msdn.microsoft.com");

        DoIndependentWork();

        string urlContents = await getStringTask;

        return urlContents.Length;
    }


    void DoIndependentWork()
    {
        resultsTextBox.Text += "Working . . . . . . .\r\n";
    }

該程序將按以下順序運行：

1. 新的HttpClient。
2. GetStringAsync同步調用。
3. 在某些時候，GetStringAsync調用await，控件返回AccessTheWebAsync。
4. 調用了DoIndependentWork。
5. 程序等待返回的字符串（如果操作沒有完成則阻塞）。
6. 返回urlContent的長度。

我花了一些時間來理解的一件事是GetStringAsync方法盡管它的名稱同步運行（名稱約定實際上是誤導性的）。

在我們異步運行該方法的過程中，我們需要顯式地使用Task.Run或Task.Factory.StartNew 。

但真正的問題是，如果我們有獨立的工作，為什么不馬上做，而不是等待等待從GetStringAsync調用？ （換句話說，為什么異步方法不能按定義異步運行？）

編輯：我將改寫第二和第三個操作：

（2）GetStringAsync同步啟動。

（3）在某些時候，GetStringAsync調用await和線程分叉，控件返回AccessTheWebAsync。

Answer 1

我花了一些時間來理解的一件事是GetStringAsync方法盡管它的名稱同步運行（名稱約定實際上是誤導性的）。

那是不對的。 GetStringAsync返回Task<string> 。 它將立即返回，這意味着DoIndependentWork將（可能）在下載完成之前運行。 await運算符將異步等待，直到GetStringAsync返回的Task<T>完成。

但真正的問題是，如果我們有獨立的工作，為什么不馬上做，而不是等待等待從GetStringAsync調用？ （換句話說，為什么異步方法不能按定義異步運行？）

返回方法后，異步方法的實際“工作”正在運行。 返回的Task將（通常）處於未完成的狀態，這意味着該方法仍然是異步運行的。 您可以檢查Task.IsCompleted以進行驗證。

試試這個：

Task<string> getStringTask = client.GetStringAsync("http://msdn.microsoft.com");
Debug.WriteLine("Completed? {0}", getStringTask.IsCompleted); // Will likely print false
DoIndependentWork();
string urlContents = await getStringTask;
Debug.WriteLine("Completed now? {0}", getStringTask.IsCompleted); // Will always print true

Answer 2

每個async方法在每個await分成段。 每個段將成為編譯器生成的狀態機上的狀態。

每個await指令適用於一個awaitable對於這一個Task是最常見的情況。

每個狀態/段將同步執行，直到檢查接收到的等待的位置為止已完成。

如果等待完成，它將繼續執行下一個狀態。

如果等待未完成並且沒有當前的SynchronizationContext ，則執行將被阻止，直到等待完成為止，此時將開始執行下一狀態。

如果存在當前的SynchronizationContext ，則執行將返回給調用者，並且當等待完成時，將繼續到下一狀態將被發布到捕獲的SynchronizationContext 。

Answer 3

程序等待返回的字符串（如果操作沒有完成則阻塞）。

await不會阻止await getStringTask 。 它將在編譯器生成的狀態機對象中保存AccessTheWebAsync方法的內部狀態（局部變量和執行點所在的位置），並返回調用AccessTheWebAsync的外部方法。 狀態將被恢復，並且當getStringTask任務完成后，將通過編譯器生成的延續回調異步恢復執行。 如果您熟悉C＃迭代器和yield關鍵字，則await狀態機控制流與它非常相似，盡管迭代器是同步執行的。

await之后執行將如何恢復取決於啟動await的線程的同步上下文 。 如果它是一個抽取Windows消息的UI線程，則可能會在線程消息循環的下一次迭代（通常在Application.Run ）調用延續回調。 如果它是非UI線程（例如，控制台應用程序），則繼續可能在不同的線程上發生。 因此，雖然您的方法的控制流仍然是邏輯線性的，但從技術上講它不是（如果您只是執行getStringTask.Wait()而不是await getStringTask ）。

Answer 4

程序等待返回的字符串（如果操作沒有完成則阻塞）。

不，它沒有。 await 等待 ，但它不會阻止任何線程。 這就是重點。

我花了一些時間來理解的一件事是GetStringAsync方法盡管它的名稱同步運行（名稱約定實際上是誤導性的）。

那是錯的。 大多數方法都是異步運行的。 它很可能在開始時也有一個小的同步部分，但這應該可以忽略不計。

在我們異步運行該方法的過程中，我們需要顯式地使用Task.Run或Task.Factory.StartNew 。

不，該方法已經異步運行。 如果你想在另一個線程上運行小同步部分，那么你可以使用Task.Run() ，但這幾乎沒有任何意義。 此外，不要使用StartNew() ，它不適用於異步方法。

換句話說，為什么異步方法不能按定義異步運行？

關於await的重要一點是它在它離開的相同環境中恢復。

這在GUI應用程序中非常有用，您經常需要修改UI，然后執行異步操作，然后再次修改UI。 如果async自動意味着整個方法在ThreadPool線程上執行，那么這是不可能的。

此外，這樣做更有效率，因為您不必為需要很少時間的事情切換到另一個線程。